Крыльчатка турбины своими руками: Ремонт турбокомпрессора или турбины своими руками, принцип работы, причины неисправностей и малоизвестные нюансы

Содержание

Ремонт турбокомпрессора или турбины своими руками, принцип работы, причины неисправностей и малоизвестные нюансы

Еще в прошлом десятилетии автомобильная турбина считалась атрибутом только премиальных автомобилей, а уже сегодня это необходимая деталь практически для каждой машины, которая позволяет значительно повысить отдачу силового агрегата и уменьшает потребление горючего. А в наши дни именно эти характеристики часто становятся решающими при покупке нового транспортного средства.

Поэтому сегодня любому водителю не помешает ознакомиться с устройством турбокомпрессора и научиться понимать, как он работает и какие могут быть неполадки, что, в свою очередь, позволит вовремя сориентироваться и определить неисправность в своем автомобиле.

Устройство автомобильного турбокомпрессора

Несмотря на кажущуюся сложность, турбина не отличается большим количеством деталей. Она состоит всего из трех основных секций: турбинной, иначе называемой горячей, работающей с выхлопом мотора, компрессорной, которая отвечает за подачу сжатого воздуха в мотор, и соединяющего их подшипникового узла, который чаще называют картриджем, через него проходит вал ротора.

Кроме того существует система регулировок, которая в разных конструкциях турбокомпрессора может располагаться в горячей или компрессорной части турбины. Она регулирует действие перепускного клапана устройства. Компрессорная крыльчатка крепится прямо на вал, а турбинная крыльчатка с валом являются одним целым. На картридже есть уплотнения, которые препятствуют попаданию масла в улитки. Вот и все составляющие автомобильного турбокомпрессора.

С виду простой механизм при поломке вызывает у технически подкованного водителя желание заняться ремонтом своими силами. Особенно стимулирует это желание стоимость нового турбокомпрессора, которая варьируется в пределах 500-1000 долларов, а после ремонта может составить сумму в 540 долларов. Спасти положение может приобретение бывшей в употреблении турбины, но кто сможет гарантировать ее исправную работу в дальнейшем.

Необходимо отметить, что найти специалиста, который бы квалифицированно смог отремонтировать турбокомпрессор, довольно проблематично. А если таковой и нашелся, часто приходится ожидать в очереди по несколько недель. С другой стороны, водителя, который решился на самостоятельный ремонт, поджидает немало количество «подводных камней», неискушенному автолюбителю такие трудно даже представить.

Принцип работы и малоизвестные нюансы

Казалось бы, принцип работы турбокомпрессора не особо сложный. Выхлопные газы из силового агрегата автомобиля раскручивают крыльчатку турбокомпрессора, которая преобразовывает кинетическую энергию газового потока в механическую. С помощью насоса через фильтрующее устройство свежий воздух подается на компрессор и после сжатия поступает в автомобильный мотор. С помощью этого процесса получается повысить отдачу силовой установки на 20-25 процентов за счет повышения эффективности и скорости сжигания горючего.

1. Демпфирующий эффект и следствие его непонимания

Одним из «подводных камней» для решивших взяться за ремонт становится непонимание демпфирующего эффекта, который тесно связан с конструктивными особенностями подшипникового зла турбокомпрессора.

Этот вопрос нужно рассмотреть более подробно, так как ремонтные работы без его понимания часто приводят к плачевным результатам.

Конструкция турбины изначально предусматривает необходимость демпфирования из-за особенностей работы автомобильного мотора. Выхлоп проходит через выпускной коллектор и попадает на крыльчатку турбокомпрессора рывками, а не постепенно, пропорционально открытию клапанов силового агрегата. Получается, что газовый поток неоднороден и воздействует на крыльчатку турбокомпрессора импульсами.

Чтобы компенсировать такое неоднородное воздействие, пришлось бы конструировать ротор увеличенной жесткости, следствием чего стал бы рост массы и габаритов устройства. Проблему решили установленные в подшипниковом узле втулки, создающие со стороны улитки демпфирующий эффект.

Объяснить это достаточно просто. Диаметр втулки выбирается такой, чтобы между ней и улиткой оставалось небольшое расстояние, позволяющее в процессе работы возникать масляной пленке, почти такой же, какая образовывается в зазоре между втулкой и валом. Скорость вращения втулки приблизительно в два раза меньше скорости вала, а пара масляных пленок позволяет удачно амортизировать неравномерное давление выхлопа на ротор турбокомпрессора.

Во время ремонта турбокомпрессора своими силами может показаться, что между корпусом картриджа и втулкой присутствует чрезмерный люфт. Большинство автолюбителей посчитают такой эффект неисправностью, примутся вытачивать новую втулку (чаще бронзовую) и довольно жестко запрессуют при установке. Обычно это делается по аналогии с втулками, которые устанавливаются на стартере или головке шатуна, однако в данной ситуации подобное понимание станет причиной плачевных результатов.

Турбина вращается с очень большой скоростью, исчезновение второй масляной пленки приведет к уменьшению демпфирующего эффекта практически в два раза, что, в свою очередь, станет причиной быстрого износа подшипников. Иногда в таких случаях из-за импульсивной нагрузки даже может поломаться вал ротора.

2. Дисбаланс

Для того, что бы вращающаяся деталь работала как можно более корректно и дольше, производят ее балансировку. Самым распространенным примером в этой области может стать процесс балансировки колес, который проводят постоянно после ремонтных работ, затрагивающих колеса и ходовую часть транспортного средства. В случае отказа от такой процедуры, если рассматривать передние колеса, через систему рулевого управления будет распространяться биение. А в версии с задними колесами, даже без каких-нибудь ярко выраженных признаков дисбаланса, покрышки могут преждевременно износится, что будет видно по особым пятнам. Не стоит забывать и об увеличенной нагрузке и ускоренном износе элементов подвески.

Конечно, крыльчатки турбокомпрессора намного меньше диаметра колес, но не нужно забывать о скорости вращения, которая у ротора турбокомпрессора выше во много раз и в среднем составляет 100 000 оборотов в минуту, а в отдельных моделях достигает 300 000 оборотов в минуту. Кто помнит физику, нагрузка на вращающийся элемент растет пропорционально его скорости в квадрате. Так что, если принимать во внимание высокую частоту вращения, нагрузки на ротор турбокомпрессора и колеса автомобиля вполне соизмеримы, и отсутствие балансировки часто становится причиной серьезных поломок.

Демонтаж подшипникового узла вплоть до изменения давления крепящих его болтов иногда становится причиной нарушения балансировки. Отсюда очевидный вывод, что в «домашних» условиях произвести балансировку ротора нереально, несмотря на правильную замену всех испорченных элементов. Соответственно, такие ремонтные работы становятся бессмысленными, потому что турбина с дисбалансом снова очень быстро перестанет работать.

Ротор турбокомпрессора балансируют на спецоборудовании опытные мастера в несколько этапов. В первую очередь балансируют сам ротор, затем производится сборка картриджа и балансируется весь узел. Специалисты используют для этого процесса два различных аппарата, один из которых позволяет воссоздать работу турбокомпрессора в условиях, приближенных к реальным: на ротор создается давление, а в подшипниковый узел поступает масло необходимой температуры.

Еще раз отметим – в домашних условиях отбалансировать ротор турбокомпрессора невозможно. Несмотря на технически правильную замену всех необходимых элементов и правильный монтаж, турбина все равно будет разбалансирована, и очевидно, что это быстро станет причиной его поломки.

 

Какие бывают неисправности турбокомпрессора и как их распознать?

Основными признаками неисправной работы турбины является внезапное падение мощности силовой установки автомобиля, увеличенное потребление масла, изменение звука работы двигателя и турбокомпрессора, синие или черные выхлопные газы.

Любой из этих признаков говорит о том, что настало время проверить наличие ремонтного комплекта для турбины. Необходимо выяснить, исправен ли турбокомпрессор, а также обязательно проверить работу двигателя и других агрегатов машины. Оставлять без внимания эти рекомендации не стоит, так как силовая установка автомобиля с нормальной работой и качественным обслуживанием является залогом стабильной работы турбокомпрессора на долгое время.

 

Ремонт турбины в кустарных условиях

 

Еще раз напомним, что специалисты не рекомендуют ремонтировать турбину своими руками без надлежащего оборудования. Кроме вышеназванных причин, нужно сказать и о том, что при попадании внутрь турбокомпрессора во время сборки хотя бы одной песчинки, он может выйти из строя. С другой стороны, некоторые автолюбители все же ремонтируют турбокомпрессор сами, почему у вас не выйдет?

Если вы решились заняться ремонтом, вам как минимум понадобится ремкомплект для турбины, который обычно состоит из нескольких разных вкладышей, колец, винтов, солидного набора самых разнообразных сальников, шайб, шурупов и запасных вкладышей. Во время работы нужно быть максимально аккуратным и не забывать, что разбирать всегда легче, чем собирать. Желательно отмечать места, где крепятся различные элементы, и их положение по отношению к корпусу или другим деталям.

 

Приступим к ремонту

Перед разборкой турбины в кустарных условиях без опыта в таких делах, нужно еще раз взвесить все за и против.

  1. Первым делом турбокомпрессор необходимо демонтировать. Для этого необходимо выкрутить все болты крепления горячей и компрессорной секций. Во время демонтажа компрессорной улитки чаще всего особых проблем не возникает. А вот секция, куда поступают выхлопные газы, часто прочно приваривается. Для ее демонтажа обычно используют несколько методов. Можно аккуратно сбить киянкой, но все лучше сначала воспользоваться для этой цели болтами крепления корпусов, которыми ее можно отодвинуть. Горячая секция располагается на конусе, поэтому крутить болты необходимо понемногу, хотя и с усилием, и следить за равномерностью. Это может оказаться сложным процессом, что объясняется особенностями конструкции турбокомпрессора. Изредка все же приходится брать в руки киянку.
  2. Компрессорная часть снимается в различных турбинах по-разному, в зависимости от конструкции. GT17 предусматривает крепление болтами, а GT25 крепление стопорным кольцом. В этой части демонтажа необходимо следить за шайбами, и после снятия улитки аккуратно их сложить, чтобы не потерять.
  3. После снятия стопорного кольца или выкручивания болтов необходимо снять улитку. Делать это надо аккуратно, чтобы не нанести каких-либо повреждений колесу.
  4. Когда картридж будет освобожден от улиток, следует проверить люфт на вале. В идеале, продольный люфт не получится ощутить вообще, а вот поперечный должен присутствовать, но не больше миллиметра. Тем не менее, наличие люфта у турбокомпрессора, или его отсутствие, не является гарантией правильной работы и размеренного потребления масла.
  5. Затем приступаем к демонтажу крыльчатки компрессора, для чего понадобятся специальные кусачки. В это время одна сторона вала фиксируется фигурной оправкой или другим подходящим приспособлением. Внимание! На стороне вала с компрессорной стороны нанесена левая резьба!
  6. Чаще всего компрессорная крыльчатка плотно сидит на валу, и для ее снятия понадобится стандартный универсальный съемник. Перед этим желательно засечь расположение гайки по отношению к компрессорному колесу. Таким образом можно уменьшить риск нарушения балансировки после сборки.
  7. Уплотнительные колечки закреплены с помощью стопорных колец, а втулки на валу закрепляются тройкой болтов T15. Наиболее часто люфт возникает по причине износа этих втулок. Вкладыш, расположенный на компрессорной части, фиксируется за счет одного стопорного кольца. А для крепления турбинного вкладыша используется два стопорных кольца.
  8. Весь картридж понадобится хорошо отдраить от загрязнений и нагара. Подобную процедуру провести и с колесами. С вала снимается уплотнительное колечко.
  9. Про комплект для ремонта турбокомпрессора мы уже писали, подразумевается, что он уже у вас есть. В случае шатания номинальных вкладышей надо немного поработать с валом, его необходимо проточить и провести балансировку. В большинстве случаев в ремонтном комплекте находятся вкладыши различных размеров, их придется вычистить и нанести масло.
  10. Затем в картридж ставим внутренние стопорные колечки. Необходимо убедится, что они хорошо вошли в предназначенные для них пазы. После этого устанавливается вкладыш для горячей части, который тщательно смазывается маслом. Фиксация происходит за счет стопорного кольца, затем вставляется и вкладыш для компрессорной части. На втулку тоже наносится масло, после чего надевается маслосъемное кольцо, устанавливается пластина и затягивается болтами T15. При этом нужно приложить достаточное усилие, но не переусердствовать.
  11. На последнем этапе сборки турбина уже выглядит, почти как новая. Устанавливаем грязезащитную пластину и закрепляем стопорными кольцами. Затем необходимо поставить маслосъемные кольца. Наверное, это самая неприятная и нудная часть работы, потому что установить кольца на вал будет нелегко. Потом вал нужно смазать маслом и вставить, а гайку затянуть с моментом от 2.5 ньютон/метров до 5,0 ньютон/метров. Вычищенные улитки устанавливаем на места, это будет не так сложно. Затем ставится вестгейт.
  12. Прежде чем устанавливать собранную турбину, необходимо хорошо промыть шланг для подвода масла, так как правильная работа устройства находится в прямой зависимости от подачи к нему масла. Более того, как мы уже писали, оставшиеся после ремонтных работ крупинки грязи могут оказаться внутри турбокомпрессора и нанести повреждения. Повторимся, во время ремонта турбины нужно стараться работать в максимальной чистоте. Прежде чем ставить турбокомпрессор на автомобильный мотор, нужно приблизительно 20 грамм масла влить в принимающее отверстие, а затем сделать пару оборотов валом, чтобы масло хорошо распределилось. Обязательно необходимо сменить масло, воздушный и масляный фильтры.

Ни в коем случае при установке трубок через прокладку нельзя использовать герметики, для этого подойдут только качественные прокладки. Когда турбина установлена, нужно запустить силовой агрегат автомобиля и позволить ему поработать на холостых около 15 минут. В это время необходимо провести осмотр на предмет подтеканий охлаждающий жидкости или масла на различных соединениях. Турбокомпрессор обкатывается приблизительно 1 тысячу километров, в это время нельзя разгонять машину свыше 100 километров в час и резко менять режимы движения.

В завершение

Произвести ремонт турбины в кустарных условиях или стандартном автосервисе практически невозможно. Квалифицированный ремонт с гарантией смогут сделать только те мастерские, которые предназначены для такой работы. В таких мастерских есть приборы для диагностики всех узлов любого типа турбин на любом этапе ремонта. Также в такой мастерской должно быть оборудование для проведения предварительной и конечной балансировки ротора турбины.

Ремонт турбины дизельного двигателя своими руками


Неисправности турбины дизельного двигателя, несмотря на заявленный производителями 10-летний срок эксплуатации, встречаются довольно часто. В то же время от функционирования данного элемента конструкции зависит работоспособность мотора. Из этого можно сделать следующий вывод:
  • Необходимо регулярное обслуживание турбины.
  • Устройство турбины

Корпус турбины, устанавливаемой вместе с дизельным двигателем, изготавливается из чугуна. При активной эксплуатации автомобиля чаще из строя выходят постели, расположенные под подшипниками, а также гнезда уплотнительного кольца.

Сама турбина внешне напоминает раковину улитки. Движение компрессора проводится через вал, на который монтируется крыльчатка. Первый изготавливается из сплава алюминия, отличающегося повышенной стойкостью к воздействию жара, а второй – из среднелегированной стали. Ввиду особенностей конструкции обоих элементов в случае поломки их заменяют на новые.

Турбина имеет достаточно сложную форму. Через ее внутреннюю часть подаются выхлопные газы, нагнетаемые компрессором, за счет которых увеличивается начальная мощность двигателя.

Признаки неисправностей

Изготовление турбины – это достаточно трудоемкий процесс, несмотря на кажущуюся простоту ее конструкции. Производителями агрегата приходится вымерять его размеры до долей миллиметра.

Прежде чем осуществлять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо провести предварительную диагностику.

Любые ошибки в ходе восстановления ткр приводят к резкому удорожанию работ ввиду высокой стоимости агрегата. Для выявления неисправностей и их устранения потребуется помощь опытного специалиста. Однако можно провести диагностику мотора самостоятельно. На наличие проблем с двигателем могут указать следующие признаки неисправности турбины:

  1. Выхлопные газы приобрели черный, сизый или синеватый оттенок.
  2. Мотор начал сильно шуметь в разных режимах работы.
  3. Температура двигателя регулярно достигает высоких отметок (наблюдается перегрев).
  4. Силовая установка стала потреблять заметно больше топлива и масла.
  5. Появление четких хлопков во время работы мотора, свиста или глухого гула.
  6. Снижение динамики автомобиля вследствие уменьшения уровня тяги. На низких оборотах силовой агрегат работает нестабильно.
  7. Появление запаха масла.

Какие турбины ставят на КамАЗ

Сегодня самой распространенной является турбина КамАЗ Евро-2. Ею оснащаются 4 марки двигателей:

  • 740.31-240;
  • 740.30-260;
  • 740.50-360;
  • 740.51-320.

Компрессоры выпускают 3 российских предприятия. Объединение «КамАЗ» и ОАО «Турботехника» производят турбоагрегаты ТКР-7. Характеристики изделия, выполненного по двухконсольной схеме, позволяют применять их и на моторах «Евро-1». Белорусское предприятие в городе Борисов изготавливает аналог турбины ТКР-7. Немецкий концерн Borg Warner Turbo Systems выпускает изделия высокого качества — с более высокими характеристиками, чем российские и белорусские.

Автомобили, оснащенные силовыми агрегатами Cummis, комплектуются своими компрессорами. Необходимо знать, что кроме этих двигателей, остальные оснащаются парными турбинами: правого и левого исполнения. КамАЗы Евро-3 чаще всего комплектуются агрегатами немецкой торговой марки Schwitzer.

Причины появления поломок

Неисправности турбокомпрессора появляются по ряду причин.

Чаще всего поломки дизельного двигателя и турбины возникают из-за несвоевременной замены масла.

Длительное использование старой смазки, попадание в нее воды или топлива приводит к быстрому износу подшипников, закупорке масляных каналов или повреждению оси. Неисправный элемент подлежит замене. Отремонтировать его нельзя. К описанным последствиям приводит использование слишком густого масла.

Второй наиболее «популярной» причиной появления проблем с турбокомпрессором является снижение давления в масляных шлангах, вызванное неправильной установкой этих элементом или самой турбины. Эта проблема может привести к быстрому износу колец, шейки вала, подшипников.

Важно заметить: 5-минутная работа дизельного двигателя без масла наносит серьезные и непоправимые повреждения силовому агрегату.

Так же не следует забывать о том, что в турбокомпрессор могут попасть посторонние предметы. Их появление в работающей турбине приводит к поломкам лопастей колеса и ротора, из-за чего снижается уровень создаваемого давления.

Наши услуги

Специалисты нашего сервиса готовы оперативно выполнить ремонт дизельного двигателя целиком и отдельно турбины. Когда турбокомпрессорное устройство не подлежит восстановлению, требуется его замена. Мы работаем напрямую с производителями запасных частей на любой автомобиль, поэтому самостоятельно закажем нужную деталь.

Любая услуга, связанная с ремонтом авто, оказывается точно в рок и с гарантией качества. Дизельный силовой агрегат требует профессиональной диагностики, что является самым весомым аргументом обращения к нашим мастерам!

Ремонт турбины

Ремонтировать свой двигатель рекомендуется на специализированной станции. Однако устранение некоторых неполадок можно осуществить и самостоятельно.

Для начала необходимо произвести визуальный осмотр турбины и оценить ее работу. Ремонт турбины своими руками начинается с проверки уровня масла и его качества. Кроме того, следует оценить вероятность попадания посторонних предметов внутрь конструкции.

Если указанные причины были исключены, то можно приступать к анализу цвета выхлопа. Изменение оттенка, а также снижение тяги нередко свидетельствуют о проблемах на впуске или выпуске. В первом случае речь идет об уменьшении объема подаваемого воздуха, во втором – о наличии утечек.

Чтобы проверить работоспособность турбины, необходимо запустить двигатель. Силовой агрегат не должен издавать никаких посторонних звуков типа скрипа или свиста. В исправном моторе с турбиной не прорывается воздух из соединений. Следом нужно проверить состояние воздушного фильтра.

В основном проблемы с функционированием впуска и выпуска возникают именно с этим элементом. Если фильтр выглядит нормально, то следом за ним необходимо проверить сливной маслопровод. В нем нередко образуются перегибы, повреждения или пробки.

Далее наступает очередь ротора. Его нужно несколько раз прокрутить вокруг своей оси.

Если ротор цепляет за корпус турбины, она подлежит ремонту.

Когда двигатель во время работы издает много шума, следует проверить:

  1. Все трубопроводы на предмет выявления их износа.
  2. Ось турбины.
  3. Ротор.

При наличии проблем с любым из описанных элементов конструкции потребуется квалифицированный ремонт двигателя и турбины.

О наличии неисправностей может сообщает некорректная работа системы наддува. Чтобы проверить последнюю, потребуется сторонняя помощь. Прежде всего следует найти патрубок, который соединяет турбину и впускной коллектор. Затем нужно запустить двигатель и пережать указанный патрубок рукой.

В этот же момент второй человек должно нажать на педаль газа и удерживать ее в течение 3 — 5 минут. Исправный патрубок отвечает на подобные действия водителя, раздуваясь под давлением. Описанный эксперимент необходимо повторить 3 — 4 раза. Если ни в одном из случаев патрубок не раздувается, значит, турбина неисправна.

Вне зависимости от того, какие появились «симптомы», указывающие на наличие проблем с системой наддува, рекомендуется тщательно осмотреть патрубки, фланцы, коллекторы и другие элементы двигателя на наличие в них трещин.

Что важно знать о турбонаддуве

Идею с внедрением турбонаддува в обычный двигатель внутреннего сгорания нельзя назвать новой. Она появилась ещё на заре автомобилестроения, в начале прошлого века. И только в 90-е годы турбомоторы пошли в массовое производство благодаря внедрению новых технологий, позволяющих всем узлам и деталям долго служить без ремонта.

Суть турбонаддува — в принудительном нагнетании воздуха в цилиндры за счёт создания на входе во впускной тракт зоны повышенного давления. Тогда при нажатии на педаль акселератора и открытии дроссельной заслонки в коллектор попадает гораздо больше воздуха, чем при атмосферном давлении, когда двигатель всасывает его самостоятельно. Соответственно, система питания увеличивает подачу горючего и в цилиндры направляется больший объём топливовоздушной смеси, за счёт чего мощность двигателя возрастает.

Принцип работы турбонаддува с охлаждением воздуха

Разъяснение. Размер камеры сгорания — величина постоянная, поэтому на обычном моторе в неё помещается ограниченное количество смеси топлива с воздухом. Чтобы повысить мощность, нужно «впихнуть» в пространство камеры больший объём горючего. Единственный способ это реализовать — создать высокое давление для сжатия смеси, чтобы она занимала меньше места. Что и выполняет турбонагнетатель.

Существует несколько устройств, предназначенных для нагнетания воздуха в двигатель авто:

  • компрессор;
  • газовая турбина;
  • электрический нагнетатель.

Все перечисленные агрегаты выполняют одну задачу, но делают это настолько по-разному, что лучше их рассмотреть по отдельности.

Турбокомпрессор с ременным приводом

Принцип действия турбокомпрессора

Данный тип нагнетателя представляет собой отдельный агрегат, приводимый в движение ременной передачей от коленчатого вала, с системами смазки и охлаждения двигателя он никак не связан. Для сбрасывания лишнего давления, могущего возникнуть во впускном тракте в определённых режимах работы, к воздуховодам дополнительно подключается специальный клапан. Чаще всего на автомобилях применяется 2 типа компрессоров:

  1. Центробежный. По форме корпус напоминает улитку, внутри которой установлена крыльчатка.
  2. Винтовой. Здесь давление создаётся за счёт взаимного вращения двух валов с лопастями, похожими по форме на шнек.

Устройство турбокомпрессора центробежного типа

Справка. Как правило, для тюнинга машины своими руками используется первый вариант, поскольку «улитка» дешевле, меньше по размерам и проще в установке.

Из-за того, что производительность турбокомпрессора ограничена частотой вращения коленчатого вала, он способен создать давление не выше 0,7 Бар (номинальный напор — 0,5 Бар). Агрегат повышает мощность двигателя на 15—30%!при максимальных оборотах собственного вала до 40 тыс. об/мин, а это довольно ощутимая прибавка. Вместе с тем компрессор обладает следующими достоинствами:

  • надёжность в работе и долговечность;
  • не нуждается в постоянном обслуживании;
  • не зависит от состояния двигателя и моторного масла, не испытывает воздействия высоких температур;
  • прост в монтаже, что делает его доступным для самостоятельного тюнинга.

Устройство винтового турбокомпрессора

Рекомендуем: Обзор антифриза pilots: виды, отзывы, особенности, фото и видео

При работе турбокомпрессора ощущение «подхвата» возникает примерно от 2800 об/мин коленвала и выше. Реакция на педаль газа происходит без запаздывания, то есть, нет провала под названием «турбояма», свойственной другим нагнетателям. Но при высоких оборотах коленчатого вала (примерно от 5000 об/мин) производительности агрегата не хватает и прирост мощности не столь заметен.

Как функционирует газовая турбина

Говоря простыми словами, турбина представляет собой 2 «улитки» с крыльчатками, насаженными на общий вал. Первая, называемая горячей, встраивается в выхлопной тракт сразу после коллектора и приводится в действие отработанными газами. Вторая «холодная» улитка, вращаемая первой, нагнетает воздух для подачи в двигатель. На данный момент это наиболее распространённая конструкция, применяемая в серийном производстве машин.

Так выглядит турбина, действующая от выпускных газов

Кратко про особенности турбин:

  1. Скорость вращения вала с крыльчатками достигает 200 тыс. об/мин, а максимальное давление — 2 Бар.
  2. Агрегат обеспечивает прирост мощности двигателя 50%!и более.
  3. Подшипники вала, вращающегося с огромной скоростью, постоянно омываются моторным маслом, для чего турбина подключена к системе смазки двигателя. Оно же отводит от подшипников лишнее тепло, уберегая их от перегрева.
  4. Крыльчаткам требуется время, чтобы раскрутиться до положенной скорости. Поэтому ощутимый «подхват» появляется после 4 тыс. об/мин коленчатого вала. Если резко нажать на газ при низких оборотах, то напора выхлопных газов не хватит для нагнетания и вы почувствуете «провал» или так называемую турбояму.
  5. В отличие от компрессора, турбина сохраняет прибавку к мощности на самых высоких оборотах.
  6. В летнее время воздух, проходящий через разогретую «улитку», тоже нагревается и расширяется в объёме. Чтобы из-за этого явления давление на впуске не упало, воздушный поток необходимо предварительно охладить в интеркулере — дополнительном радиаторе.

Турбированное авто с радиатором — интеркулером

Справка. Для устранения турбоямы на машинах применяется комбинация из двух нагнетателей — компрессора и турбины. Первый добавляет крутящего момента на низких оборотах коленвала, а вторая подхватывает на высоких.

Устройство газовой турбины

В силу своей конструкции и принципа работы газовые турбины страдают такими недостатками:

  • узел нагревается до высокой температуры;
  • зависимость от технического состояния мотора и его смазки;
  • низкий ресурс по сравнению с компрессором, интервал между ремонтами турбины составляет около 150 тыс. км;
  • уплотнение подшипников, работающее в экстремальном режиме, понемногу пропускает масло, поэтому его расход в турбированном двигателе составляет 1—1,5 л на 100 км пробега;
  • моторную смазку приходится чаще менять из-за работы нагнетателя;
  • высокая стоимость агрегатов и ремонта;
  • быстро растягивается цепь ГРМ, а срок службы ремня уменьшается;
  • сложность самостоятельной установки и присоединения к системам двигателя.

Схема работы газовой турбины

Как и в случае с компрессором, для сброса излишков давления на впускном тракте устанавливается автоматический клапан. С его помощью развиваемое давление можно регулировать, например, уменьшить, когда на машине стоит штатный неподготовленный мотор.

Принцип работы турбонаддува — видео

Об электрических турбонагнетателях

В последнее время на рынке автозапчастей появились электрические нагнетающие устройства, декларируемые как самые дешёвые и простые агрегаты, обеспечивающие значительную прибавку к мощности. По факту это кусок трубы со встроенной крыльчаткой, вращаемый электродвигателем. Согласно инструкции, нагнетатель нужно установить на воздухозаборном патрубке и подключить к бортовой сети автомобиля через реле (идёт в комплекте).

Установочный комплект с электротурбиной

Рекомендуем: Обзор моторного масла марки gm dexos 2 longlife 5w-30: фото и видео

Практическое тестирование подобных устройств с использованием стенда показало прибавку всего 1—2 л. с., что абсолютно не ощущается водителем. Причины следующие:

  • скорость вращения крыльчатки составляет всего 5 тыс. об/мин, что несравнимо даже с компрессором;
  • эта скорость не меняется в зависимости от оборотов коленчатого вала;
  • конструктивно агрегат не способен развивать высокое давление, что является решающим фактором при турбировании.

Так выглядит электрическая турбина, установленная на авто

Справка. Давление воздуха величиной 1 Бар считается очень высоким. Для сравнения: мощные вентиляционные установки, обслуживающие большие торговые центры, развивают напор около 3000 Па или всего 0,3 Бар. Компрессор турбодвигателя даёт 0,7 Бар, а турбина — до 2 Бар. Маленький электрический моторчик с крыльчаткой не обеспечит и десятой доли необходимого давления, хотя производительность у него приемлемая.

Турбина с электромотором

В продаже встречаются и другие типы электрических нагнетателей, внешне похожих на турбокомпрессор, но с приводом от электродвигателя. Эти устройства способны развивать требуемое давление, но при этом отбирают львиную долю энергии, вырабатываемой генератором. В то время как традиционные турбины крутятся от потока газов, чья энергия не используется на обычных машинах.

Отсюда напрашивается вывод: электрические турбонагнетатели пока не представляют интереса для любителей тюнинга, так что покупать их бессмысленно.

Профилактика неисправностей турбины

Чтобы увеличить срок эксплуатации турбины, нужно соблюдать несколько простых правил:

  1. Использовать только качественные масло и горючее.
  2. Отказаться от быстрых промывок турбины. Такая процедура способна за раз полностью вывести из строя агрегат.
  3. Своевременно менять воздушные фильтры.
  4. Замену масла необходимо производить после каждых 7 тысяч километров пробега.
  5. Обязательно прогревать автомобиль с турбированным дизельным двигателем.
  6. По завершении длительной поездки машина должна в течение трех минут поработать на холостых оборотах. Это позволит исключить появление углеродного осадка.
  7. Регулярное проведение диагностики силовой установки.

Проведение ремонта турбин дизельных двигателей своими руками

Автор:

Максим Марков

Эффективность турбонагнетателя при установке на двигатель сомнений не вызывает. Значительно возрастает мощность и крутящий момент мотора. Продолжительная эксплуатация, несвоевременное техническое обслуживание со временем приводят к необходимости провести ремонт турбин дизельных двигателей. Но прежде чем проводить такое обслуживание, следует вспомнить устройство этого узла, правильно диагностировать нарушение нормальной работы.

Назначение турбины и ресурс


Работа турбонагнетателя направлена на увеличение потока подаваемого воздуха в камеру сгорания. Это приводит к более полному и быстрому сгоранию топлива, в результате чего на нужных режимах двигатель дает большую отдачу. Конструкторам не приходится увеличивать рабочий объем двигателя, проводит сложную техническую модернизацию.
Используют турбонаддув как на дизельных моторах, так и с бензиновыми агрегатами. Большую эффективность при этом демонстрируют как раз дизеля. Это связано с высокой степенью сжатия у агрегата на дизельном топливе и меньшим числом оборотов при работе. В последнее время перспективным называют газотурбинный двигатель, который уже разработан для тракторов, грузовых авто.

С учетом высоких затрат на ремонт, владельцы стремятся как можно дольше сохранить работоспособность турбокомпрессора. Увеличение ресурса напрямую связано с пониманием особенностей работы турбинного нагнетателя. Крыльчатка начинает работу с первых секунд пуска мотора, а останавливается несколькими секундами позже остановки коленчатого вала. При малых оборотах двигателя давление выхлопных газов не позволяет раскручивать турбину. Включение происходит с ростом оборотов, и у движка словно открывается второе дыхание.

Изначально ресурс нагнетателя не уступает аналогичным показателям самого мотора. Преждевременный выход из строя турбины связан с высокими температурными нагрузками, высокой скоростью вращения.

Описание конструкции турбокомпрессора — нюансы

Одна из распространенных ошибок, регулярно допускаемых теми, кто решился на самостоятельный ремонт ТК — турбокомпрессор, связана с непониманием демпфирующего эффекта, заложенного в конструкцию подшипникового узла агрегата. Именно этот вопрос требует некоторых пояснений, поскольку непонимание может привести к печальным последствиям.

Необходимость демпфирования связана с особенностями работы двигателя. Выхлопные газы поступают в выпускной коллектор и далее на рабочее колесо турбины порциями в соответствии с тем, как открываются выпускные клапаны двигателя. Таким образом, поток не является однородным – воздействие его на ротор турбины имеет импульсный характер. Для компенсации ударного воздействия потребовалось бы придание ротору гораздо большей жесткости, что привело бы к увеличению размеров и веса всего агрегата. Выход был найден в виде применения в подшипниках скольжения втулок плавающего типа, которые на стороне корпуса выполняют демпфирующую функцию.

Между плавающей втулкой и корпусом имеется определенный зазор, в котором образуется масляная пленка, практически идентичная той, которая образуется между ротором и втулкой. Втулка вращается с частотой, примерно вдвое меньшей частоты вращения ротора, а две масляные пленки успешно компенсируют импульсное воздействие отработанных газов на ротор турбины, выполняя амортизирующие функции.

При самостоятельном ремонте турбины может быть диагностирован якобы повышенный люфт между втулкой и корпусом, это принимается за дефект, после чего из соответствующего материала (обычно бронзы) вытачиваются втулки, которые запрессовываются в корпус с некоторым натягом. Аналогия очевидна – эти втулки напоминают втулки в головке шатуна или в стартере, но эта ошибка приводит к печальным последствиям. Турбина работает на предельных режимах, и отсутствие одной масляной пленки приводит к снижению демпфирующего эффекта, отчего многократно увеличивается износ подшипников скольжения. В граничных случаях может даже произойти поломка вала ротора.

Конструктивные особенности


Для понимания возможных отказов следует вспомнить и конструктивное исполнение турбины, используемой с дизельными моторами. В состав системы турбонаддува входит:

  1. Крыльчатка компрессора .
  2. Лопастное колесо нагнетателя .
  3. Опорный вал .
  4. Узел подшипников .
  5. Смазывающий штуцер .
  6. Регулятор управления давлением наддува .

При работе турбины возникает разогрев воздуха, что приводит к повышению его плотности. Поэтому требуется включение охладителя (интеркулера), чтобы вернуть параметры в норму.

Наибольшее воздействие в работе получают подшипники скольжения с учетом высокой скорости вращения. Поэтому значение обслуживания с позиции своевременной замены масла очень велико. Кстати, и моторное масло для дизельного двигателя с турбиной следует выбирать только учетом рекомендаций производителя.

К другим, нарушающим нормальную работу турбины причинам, относят резкий старт на непрогретом двигателе, остановка двигателя после интенсивного ритма без выдержки для работы на холостых оборотах.

Что нужно для реставрации турбонагнетателя

Если владелец авто уверен в своих возможностях, то для процедуры восстановления турбокомпрессора ему пригодятся такие приспособления:

  • Вкладыши нескольких размеров;
  • Сальники;
  • Кольца;
  • Винты;
  • Шайбы;
  • Шурупы;
  • Запасные вкладыши;
  • Ключи торцевые и рожковые;
  • Отвертки;
  • Киянка;
  • Съемник;
  • Фигурная плавка;
  • Кусачки с раздвижными губками.

Разобрать железо проще, чем собрать. Желательно обозначать все места креплений элементов турбины, и их расположение относительно друг друга.

Чтобы понимать возможные отказы механизма, следует предварительно изучить конструкцию турбины дизельного мотора. Система турбонаддува включает:

  • Крыльчатку компрессора;
  • Лопастное колесо нагнетателя;
  • Опорный вал;
  • Узел подшипников;
  • Смазывающий штуцер;
  • Регулятор управления давление наддува.

Возможные неисправности и их диагностика

  1. Утечка моторного масла , попадание его в поступающий в цилиндры воздух.
  2. Пропускание воздуха через уплотнители патрубков , потеря мощности.
  3. Засорение подающего и отводящего масляных каналов .
  4. Появление трещин или деформаций корпуса или деталей турбины .
  5. Недостаточное поступление воздуха через воздушный фильтр .

Обнаружить неисправности турбины дизельного двигателя на начальном этапе легче по анализу выхлопных газов. Их цвет позволяет предварительно определить возможное отклонение:

  • синий оттенок свидетельствует о попадании в воздух капелек масла ;
  • дым белого цвета укажет на засорение отводящего масло канала ;
  • черный дым свидетельствует о нехватке воздуха в цилиндрах, т.е. об утечке .

Дополнительные признаки неисправности турбины выражаются в потере машиной динамических характеристик. Близкую поломку означает и появление посторонних шумов в работе турбины. Это может быть связано с износом подшипников, деформацией корпуса и подвижных деталей.

При появлении первых признаков не спешите сразу на платную диагностику. Не сложно проверить работу турбины дизельного двигателя своими руками. В первую очередь с учетом симптомов проверяем уровень моторного масла. Если снижение уровня составляет более 1 литра на тысячу км, то анализируем цвет выхлопа.

При выявлении белого и сизого дыма, вопрос как проверить турбину на дизельном двигателе решается по следующему алгоритму:

  1. Восстановите в памяти , когда проводилась последняя замена воздушного фильтра. При плохом пропуске воздуха возникает разница в давлении между блоком подшипников и корпусом. Масло начинает проникать в корпус турбокопрессора. Это и есть причина сизого дыма. Если фильтр чистый, переходим ко второму этапу.
  2. Проверяем канал выхода масла . Наличие загибов, трещин или обычной пробки делает неисправной схему удаления масла из турбины. В некоторых случаях достаточно почистить каналы, и их нормальное состояние приведет к восстановлению всех показателей. Еще одной причиной такого поведения турбины называют нарушение нормальной вентиляции картерных газов. Здесь без помощи моториста не обойтись.
  3. На следующем этапе проверяется состояние механических частей турбины . Проверяется осевой люфт, что способствует возможному касанию крыльчатки стенок турбины. Любые задиры и потертости требуют немедленного их устранения. Здесь уже на вопрос как проверить турбину дизельного двигателя ответят только в специализированном сервисе.

При устранении люфта требуется тонкая регулировка. К примеру, осевое смещение вала не должно превышать 0,05 мм, а радиальный люфт допускается в максимальном значении – 1 мм. Согласитесь, что настройка возможна только после замены изношенных деталей с использованием специальных приборов.

Своевременное обнаружение отклонений в работе поможет избежать дорогостоящего ремонта. Вполне вероятно, что при ранней диагностике неисправностей, их устранение окажется достижимым путем промывок, и заменой расходных материалов.

Так какой же люфт считается нормальным (НОРМЫ)?

Вообще это заложено у каждого производителя. Нет общепринятого значения и норм, все зависит от размеров и мощности.

НО в целом есть определенные параметры, которые проглядываются на многих аппаратах.

Радиальный люфт – гуляет в пределах 0,5 – 1,5 мм (у различных производителей по-разному)

Допустимый зазор от «крыльчатки» и корпуса турбины – 0,5 – 1,1 мм

Собственно если вы сняли турбину, и у нее есть люфт, это не означает что она неисправна, у новой, скорее всего, будет все тоже самое. Просто прикиньте, хотя бы с элементарными инструментами, на какое расстояние от стенки находится турбинное колесо.

А вот если вы ее сняли, видите поломанную крыльчатку, задранные стенки, и еще огромный люфт, значит ей пришел конец.

Сейчас видео версия, смотрим

НА этом заканчиваю, думаю мои статья и видео вам понравились. Искренне ваш, АВТОБЛОГГЕР.

Лада 21099 турбо PROJECT ORIGIN › Бортжурнал › Ремонт турбины (турбокомпрессора) своими руками

Перед ремонтом турбины нужно ее тщательно осмотреть с внешней стороны с целью выявления наличия всех составных частей, внешних дефектов и деформаций.

Затем с турбины снимаются обе «улитки» и визуально определяется состояние обеих крыльчаток. Довольно часто крыльчатки имеют физические повреждения видные не вооруженным глазом. Такие повреждения сразу говорят о том, что ремонт турбины неизбежен. Если турбина гонит масло

Затем происходит дефектовка всех составляющих частей турбины для выявления пригодности каждой части к восстановлению. Части признанные не пригодными — необходимо заменить новыми.

Ремонт турбин дизельных и бензиновых двигателей в принципе ничем не отличаются и происходит в несколько этапов:

После этого, детали прошедшие дробеструйную обработку снова промываются для смыва и полного удаления возможно оставшихся на деталях твердых частиц. Многочисленные повреждения лопаток компрессорного колеса.

Кроме визуально видных повреждений крыльчаток, основными повреждениями являются повреждения опорных подшипников, стопорных колец, втулок и самого вала. Обычно эти повреждения происходят от отсутствия поступления масла к рабочим поверхностям при работе турбины или использование не рекомендованных масел. Повышенный износ шейки вала.

Причина: Количество или давление масла, подаваемого в ТКР, меньше требуемого. При ремонте возможно придется заменить вал на новый. В большинстве случаев вал не меняется. Значительный неравномерный износ шейки вала.

Причина: Грязное масло. При ремонте необходимо вал заменить на новый. Значительный неравномерный износ подшипника.

Причина: Грязное масло. При ремонте все подшипники заменяются на новые. Пригоревшее масло в масляных каналах подшипников.

Причина: Перегрев двигателя или резкое выключение двигателя, некачественное масло. При ремонте все подшипники заменяются на новые. Начало ремонта турбины своими руками.

Затем вал турбины замеряется на износ. Если износ вала турбины находится в пределах нормы, то он поступает на специальный токарно-шлифовальный станок, где шлифуется в ремонтный размер. На специальном станке правиться канавка запорного кольца. Затем происходит процесс балансировки. Он состоит из двух этапов. Сначала вал турбины балансируется в двух плоскостях турбинного колеса. После этого на вал устанавливаются втулки и компрессорная крыльчатка и в таком виде, снова поступает на балансировку. Балансировка турбины на стенде.

Для балансировки турбин для грузовых и легковых автомобилей существуют отдельные специализированные стенды.

Во время балансировочных работ наносятся специальные балансировочные метки, по которым собирается «картридж» турбины. В принципе получается собранная турбина только без «улиток».

Собранный таким образом картридж поступает для тестирования на до балансировочный стенд, на котором на «холодную» крыльчатку подается сжатый воздух и турбина раскручивается до 5.000 оборотов в минуту.

Если все параметры турбины в норме, то к картриджу прикручиваются «улитки».

Характерные ошибки

Перед тем как отремонтировать современную турбину дизеля своими руками, нужно помнить о распространенной ошибке новичков. Между корпусом, втулкой и валом картриджа имеются зазоры, которые заполняются маслом во время работы. Они позволяют компенсировать эффект демпфера.

Неопытные слесари расценивают этот как завышенный люфт и устанавливают втулки нестандартных размеров, которые монтируют «в натяг». В результате вращение ротора затрудняется, а втулка интенсивно изнашивается из-за демпферного эффекта и отсутствия смазки. Нередко это становится причиной деформации вала.

Также нельзя забывать о балансировке, которая выполняется на специальном стенде. Самостоятельно балансировать деталь реально, но это требует навыков и внимания. Ошибки ремонта и сборки приводят к необратимой поломке дорогостоящего узла. Поэтому при любом затруднении лучше обратиться к специалистам.

Ремонтируем турбину своими руками

Для многих автолюбителей, которые любят мощность и скорость, вопрос покупки машины с турбированным двигателем является весьма принципиальным.

В свою очередь, задача турбокомпрессора – подача большего объема воздуха в цилиндры двигателя и как следствие, увеличение мощности последнего.

Единственный недостаток столь полезного элемента – частый выход из строя, поэтому каждый автолюбитель должен уметь производить хотя бы минимальный ремонт турбины.

Турбина с изменяемой геометрией: как обойти недостатки?

Турбокомпрессор в дизельном двигателе — центральный элемент комфортного и динамичного управления автомобилем. Благодаря турбине, машины даже с небольшим объёмом двигателя становятся настоящими суперкарами, существенно прибавив в мощности.

Но у турбо-технологии есть один недостаток, который водители называют «турбояма». Он проявляется в снижении мощности двигателя на малых оборотах. Поскольку турбокомпрессор разгоняют выхлопные газы, на небольших оборотах их становится недостаточно для набора оптимальной скорости работы.

Особенности конструкции турбины двигателя

Конструктивно турбокомпрессор – это весьма простой механизм, который состоит из нескольких основных элементов:

  1. Общего корпуса узла и улитки;
  2. Подшипника скольжения;
  3. Упорного подшипника;
  4. Дистанционной и упорной втулки.

Корпус турбины выполнен из сплава алюминия, а вал – из стали.

Следовательно, при выходе из строя данных элементов единственным верным решением является только замена.

Большую часть повреждений турбины можно с легкостью диагностировать и устранить. При этом работу можно поручить профессионалам своего дела или же сделать все своими руками.

В принципе, ничего сложного в этом нет (как производить демонтаж и ремонт турбины мы рассмотрим в статье).

Основные неисправности и их причины

Как показывает практика эксплуатации, всего можно выделить две основные причины поломок – некачественное или несвоевременное ТО.

Если же по плану производить технический осмотр, то турбина будет работать долго и без особых нареканий со стороны автолюбителей.

Итак, на сегодня можно выделить несколько основных признаков и причин выхода из строя турбины:

  • 1. Появление синего дыма из выхлопной трубы в момент повышения оборотов и его отсутствие при достижении нормы. Основная причина такой неисправности – попадание масла в камеру сгорания из-за течи в турбине.

  • 2. Черный дым из выхлопной трубы — свидетельствует о сгорании топливной смеси в интеркулере или нагнетающей магистрали. Вероятная причина – повреждение или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессора).

  • 3. Дым из выхлопной трубы белого цвета свидетельствует о забитости сливного маслопровода турбины. В такой ситуации может спасти только чистка.

  • 4. Чрезмерный расход масла до одного литра на тысячу километров. В этом случае нужно обратить внимание на турбину и наличие течи. Кроме этого, желательно осмотреть стыки патрубков.
  • 5. Динамика разгона «притупляется». Это явный симптом нехватки воздуха в двигателе. Причина – нарушение работы или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессор).
  • 6. Появление свиста на работающем двигателе. Вероятная причина – утечка воздуха между мотором и турбиной.
  • 7. Странный скрежет при работе турбины часто свидетельствуют о появлении трещины или деформации в корпусе узла. В большинстве случаев при таких симптомах ТКР долго не «живет» и дальнейший ремонт турбины может оказаться неэффективным.

  • 8. Повышенный шум в работе турбины может стать причиной засорения маслопровода, изменение зазоров ротора и задевание последнего о корпус турбокомпрессора.
  • 9. Увеличение токсичности выхлопных газов или расхода топлива часто говорит о проблемах с поставкой воздуха к ТКР (турбокомпрессору).

Инструкция по правильной установке или замене турбокомпрессора

Работы начните с выяснения причин отказа оригинального турбокомпрессора. Турбокомпрессор — высокоточный механизм, изготовленный с очень жесткими допусками. Чтобы обеспечить долговечную и оптимальную работу, нужно придерживаться рекомендуемых изготовителем программ сервиса и обслуживания. Регулярно (согласно требованиям к эксплуатации автомобиля) необходимо менять масло и масляный фильтр (фильтры). Качество масла и масляный фильтр должны соответствовать марке автомобиля и двигателя. При эксплуатации двигателя особое внимание должно уделяться системе выхлопа и катализатору. Повышенное сопротивление выхлопным газам приводит к преждевременному выходу турбокомпрессора из строя. Общие положения при установке или замене турбокомпрессора:

— Осмотртурбокомпрессора

— осмотрите систему впуска и систему выпуска турбокомпрессора, чтобы убедиться в отсутствии посторонних предметов, включая частицы прокладок. Имейте в виду, что мелкие частицы могут вызывать серьезные повреждения ротора, если они попадут в рабочую зону при работе на больших оборотах. Убедитесь, что все пылезащитные колпачки удалены из турбины; — Масло и фильтры — при установке нового или отремонтированного турбокомпрессора на двигатель, должна быть произведена замена масла и масляного фильтра. Мы также рекомендуем проверить воздушный фильтр и заменить его, если это необходимо. Используйте только смазочные материалы, рекомендуемые для турбо двигателей; — Прокладки и уплотнения воздушной системы — используйте новые и проверенные прокладки для уплотнения воздушной системы и подсоединений выхлопа к турбокомпрессору. КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УПЛОТНЯЮЩИХ ИЛИ СОЕДИНЯЮЩИХ СОСТАВОВ (ГЕРМЕТИКОВ) ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ МАСЛЯНЫХ КАНАЛОВ; — Подвод и слив масла турбокомпрессора ткр — проверьте линию подачи масла и дренажные трубки на отсуствие повреждений и сужений сечения, деформаций или любых других сомнительных признаков. Если есть какие-либо сомнения, то замените детали. В некоторых случаях, трубки необходимо менять, не зависимо от их состояния.
Порядок установки или замены турбины на двигателе:
1. Установите
турбокомпрессор
на двигатель. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ГЕРМЕТИКИ на входном отверстии и выхлопном фланце турбины. Все болты (гайки) крепления
турбокомпрессора
должны быть затянуты моментами, указанными в технической документации на двигатель; 2. Заполните входное отверстие масляного канала чистым моторным маслом перед подсоединением трубки подачи масла к турбокомпрессору. Несколько раз вручную проверните крыльчатку, чтобы масло попало на подшипники. Повторите данную операцию, пока масло не потечет из отверстия масляного канала; 3. Перед подсоединением шланга слива масла, проверните двигатель до получения устойчивого потока масла из канала дренажа, таким образом, предотвращая масляное голодание турбокомпрессора при запуске двигателя; 4. Перед запуском двигателя, необходимо отключить подачу топлива и прокрутить двигатель стартером в течение 20…30 секунд, для того, чтобы заполнилась масляная система; 5. Дайте поработать двигателю на оборотах холостого хода по крайней мере три минуты после установки турбокомпрессора. Это предотвратит повреждение подшипников, и будет достаточным для того, чтобы удалить любые остаточные загрязнения из системы смазки и корпуса подшипника; 6. Проверьте отсуствие утечек масла, охлаждающей жидкости, выхлопных газов и воздуха; 7. Одновременно с ремонтом турбины необходимо заменить катализатор или его удалить. Забитый катализатор приведет к поломке турбокомпрессора; 8. После капитального или текущего ремонта мотора первая замена масла после 100 км, вторая замена масла после 1000 км.
Предупреждение:
Категорически запрещается вращать вал
турбокомпрессора
без масла!!! Запрещается на работающем двигателе перекрывать вход воздуха в компрессор, это приведет к поломке турбокомпрессора!

Особенности демонтажа турбины

Чтобы провести ремонт турбины своими руками, ее необходимо демонтировать.

Делается это в следующей последовательности:

  • 1. Отсоедините все трубопроводы, которые идут к турбине. При этом стоит быть крайне осторожным, чтобы не повредить сам узел и смежные с ним устройства.

  • 2. Снимайте турбинную и компрессорную улитки. Последняя демонтируется без проблем, а вот турбинная улитка зачастую прикреплена весьма плотно.

Здесь демонтаж можно выполнить двумя способами – методом киянки или же с помощью самих крепежных болтов улитки (путем постепенного отпускания их со всех сторон).

При выполнении работы необходимо быть очень осторожным, чтобы не повредить колесо турбины.

  • 3. Как только работа по демонтажу улиток завершена, можно проверить наличие люфта вала. Если последний отсутствует, то проблема неисправности не в вале.

Снова-таки, небольшой поперечный люфт является допустимым (но не более одного миллиметра).

  • 4. Следующий этап – снятие колес компрессора. Для выполнения этой работы пригодятся пассатижи. При демонтаже учитывайте, что компрессорный вал в большинстве случаев имеет левую резьбу.

Для демонтажа компрессорного колеса пригодится специальный съемник.

  • 5. Далее демонтируются уплотнительные вкладыши (они расположены в углублениях ротора), а также упорный подшипник (крепится он на трех болтах, поэтому проблем со снятием не возникает).

  • 6. Теперь можно снимать вкладыши с торцевой части – их крепление осуществляется с помощью стопорного кольца (при демонтаже иногда приходится повозиться).

Подшипники скольжения (со стороны компрессора) фиксируются с помощью стопорного кольца.

7. При выполнении работы по демонтажу необходимо (вне зависимости от поломки) хорошо промыть и почистить основные элементы – картридж, уплотнители, кольца и прочие комплектующие.

Особенности ремонта

Как только демонтаж завершен, можно делать ремонт. Для этого под рукой должен быть специальный ремкомплект, где есть все необходимое – вкладыши, метиз, сальники и кольца.

Проверьте качество фиксации номинальных вкладышей. Если они болтаются, то их нужно проточить и провести балансировку вала.

При этом вкладыши желательно хорошо почистить и смазать моторным маслом.

Стопорные кольца, расположившейся внутри турбины, необходимо установить в картридж. При этом проследите, чтобы они оказались на своем месте (в специальных пазах).

После этого можно монтировать вкладыш турбины, предварительно смазав его маслом для двигателя. Фиксация вкладыша производится стопорным кольцом.

Следующий шаг – монтаж компрессорного вкладыша, после чего можно вставлять хорошо смазанную втулку.

Далее надевайте на нее кольцо пластину и хорошенько затяните болтами (без фанатизма).

Установите грязезащитную пластину (крепится с помощью стопорного кольца) и маслосъемное кольцо.

Остается только вернуть на место улитки. Вот и все.

В данной статье указан общий алгоритм работ по разборке и сборе турбины. Безусловно, в зависимости от типа последней, частично данный алгоритм будет изменен, но общих ход работ будет идентичный.

Ну а если выявлена серьезная поломка, то лучше сразу заменить старую турбины на новую.

Ремонт турбокомпрессора своими руками — причины неисправностей и инструкция

Всего лет десять назад турбокомпрессор автомобильный перешел из разряда особого шика присущего только избранным машинам в разряд необходимой детали для каждого автомобиля. Он служит для повышения мощности двигателя и помогает уменьшить расход топлива. Эти параметры становятся все более востребованными при выборе автомобиля. Поэтому сегодня каждому водителю необходимо знать устройство турбокомпрессора и уметь понять, в чем заключаются его неисправности, чтобы вовремя сориентироваться и диагностировать поломку своей машины. Кроме устройства турбокомпрессора, следует и знать особенности вашей модели авто, для этого следует прочитать инструкцию по ремонту и эксплуатации вашего автомобиля, к примеру инструкции по ремонту ГАЗ 3110 и Шевроле Ланос.

Устройство турбокомпрессора.

  • Турбина с крыльчаткой.
  • Воздушный центробежный насос.
  • Компрессор.
  • Жесткая ось, которая их связывает.
  • Подшипники, кольца, клапаны, уплотнения и другие мелкие детали.

Не всегда эти неисправности относятся к проблемам турбокомпрессора, иногда это может быть что то другое, например нужно произвести ремонт глушителя своими руками.

Отработанные газы вырываются из двигателя и попадают на крыльчатку турбины. Она превращает их энергию из кинетической в механическую, а насос через воздушный фильтр подает свежий воздух в компрессор, который сжимает его и отправляет в двигатель. Весь этот процесс помогает увеличить мощность двигателя на 20-50%, повышая эффективность и скорость сжигания топлива.

Какие бывают неисправности турбокомпрессора и как их распознать?

  1. Ваш двигатель внезапно как-будто утратил мощность.
  2. Из выхлопной трубы вырывается дым черного или темно-синего цвета.
  3. Увеличился расход масла.
  4. Изменился звук работы мотора и турбокомпрессора.

Все это свидетельствует о том, что пора убедиться имеется ли у вас в наличии ремкомплект турбокомпрессора и проверить исправность не только турбокомпрессора, но и, в первую очередь, мотора автомобиля и всех его навесных агрегатов. Не пренебрегайте этим советом, потому что качественно обслуживаемый и нормально работающий двигатель обеспечивает безотказную работу турбокомпрессора на протяжении долгих лет.

Можно ли отремонтировать турбокомпрессор своими руками , какое оборудование и навыки для этого нужны?

Сразу скажем, что ни один специалист не посоветует разбирать и ремонтировать турбокомпрессор самому. Причины этого приводятся веские и достаточно будет назвать хоть одну из них. Например, малейшая песчинка при попадании в агрегат способна вывести его из строя. Но есть и другое мнение — если кто-то это делает, то смогу и я! Если вы решили разобрать и отремонтировать турбокомпрессор своими силами, приготовьте минимальный ремкомплект турбокомпрессора: вкладыши нескольких размеров, полный набор всевозможных сальников, кольца, шайбы, винты, шурупы и запасные вкладыши. Будьте предельно аккуратны и помните, что разобрать что-либо легче, чем собрать. Отмечайте по возможности все места креплений деталей и их положение относительно друг друга.

Итак, начинаем ремонт турбокомпрессоров в условиях собственной мастерской.

  1. Снимаем турбину и освобождаем ее от всех винтов. Болты крепления улиток также открутим.
  2. Проверяем обе крыльчатки: турбину и компрессор. Их отремонтировать невозможно, а придется заменить в случае неисправности.
  3. Вал, на котором крепятся компрессор и турбина можно пытаться отшлифовать. Потом надо будет заменить подшипники другими, которые подойдут по размеру.
  4. Чтобы снять колесо компрессора, понадобятся кусачки с раздвижными губами. И надо обязательно учитывать, что на компрессорном валу левая резьба!
  5. Проверить допустимый ли люфт вала в условиях обычной мастерской очень сложно. Но тут мы идем на риск, уповая на удачу и возможность позже обратиться все-таки в мастерскую.
  6. Воспользовавшись универсальным съемником, пытаемся снять с вала компрессорное колесо.
  7. Втулки вала очень часто бывают причиной люфта.
  8. Очищаем и промываем специальными средствами все детали. При сборке некоторые узлы и детали принудительно смазываем маслом, которое используется при работе автомобиля. Перечень таких деталей различен в каждом конкретном случае.
  9. Не забыть поздравить себя самого после того, как удалось собрать турбокомпрессор! А если он еще и работает, вам пора подумать о смене профессии. На станции техобслуживания хорошая зарплата…

Прежде чем решаться разобрать и собрать турбокомпрессор далеко не в идеальных условиях, не имея опыта подобной работы, взвесьте еще раз самым тщательным образом все за и против.

В профессиональной мастерской есть возможность диагностировать все узлы и детали любого турбокомпрессора на всех этапах ремонта, включая до и после разборки и сборки. И там созданы условия чистоты, которых невозможно достичь в домашней мастерской при всем желании. Ведь у вас не стоит в гараже специальный агрегат — моечная машина высокого давления, например? А балансировочный стенд? Как вы поняли, мы настойчиво не рекомендуем ремонтировать турбокомпрессор своими руками и настаиваем на этом!

Проверяем обе крыльчатки: турбину и компрессор. Их отремонтировать невозможно, а придется заменить в случае неисправности. Советуем по

Не просто балансировка

Увеличение дисбаланса может быть следствием всевозможных деформаций вала ротора, лопаток крыльчаток или отложений, возникших при эксплуатации. Даже если дисбаланс не фатальный и до сих пор не привел к отказу турбокомпрессора, он существенно сокращает ресурс. Допустимое значение дисбаланса в определенном диапазоне частот вращения устанавливает завод-изготовитель. Например, в заводской спецификации может быть указано, что в диапазоне оборотов от 90 тыс. до 120 тыс. мин.–1 дисбаланс ротора турбины не должен превышать 2 g.

Проверка дисбаланса ротора в составе картриджа выполняется на специализированном балансировочном стенде для финишной балансировки. В идеале его основные технические характеристики (максимальная частота вращения и точность измерения) должны соответствовать требованиям турбопроизводителя. Такие стенды очень дороги, а потому применяются далеко не всеми ремонтными предприя­тиями. Чаще используется более дешевое оборудование, позволяющее испытывать центральную сборку турбокомпрессора на пониженных оборотах. Насколько корректны такие испытания – вопрос неоднозначный. Не будем тратить время на его обсуждение. Напомним лишь, что дисбаланс имеет резонансную природу, а потому отсутствие пиков виброускорения в диапазоне частот от «А» до «Б» не гарантирует, что они не проявятся при дальнейшем увеличении скорости вращения ротора. Поэтому полное доверие к результатам балансировки может быть, только когда она выполнена в диапазоне рабочих оборотов турбины.


Тестирование на пониженных оборотах показало бы, что дисбаланс в норме


Бывает, лопатки не выдерживают балансировки на рабочих частотах вращения

Требования к качественному балансировочному стенду этим не исчерпываются. Ранее упоминалось, что испытание на стенде – нечто большее, чем проверка дисбаланса. Это комплексный тест, который позволяет проверить уплотнения ротора на герметичность, выявить скрытые дефекты деталей и даже погрешности сборки картриджа. Для этого в процессе испытания имитируются прочие условия, в которых работает турбина. К примеру, стенд Turbotechnics, который используется в ремонтном подразделении , позволяет выполнять балансировку с частотой вращения до 250 тыс. мин.–1 Внутрь центрального корпуса подшипников под давлением до 7 бар подается моторное масло, разогретое до 80–90 °С. Компрессорное колесо закрывается герметичной крышкой. При испытании на нем создается разрежение, т.е. имитируются условия, наиболее опасные для утечки масла.

Практика эксплуатации стенда подтверждает, что он позволяет выявить такие неисправности, которые невозможно обнаружить при балансировке на пониженных оборотах. Стоит лишь допустить небольшой огрех при сборке (например, неправильно установить уплотнительное кольцо), как ни старайся – отбалансировать ротор не удастся. Бывает, при испытании на рабочих режимах под действием центробежных сил разрушаются лопатки крыльчаток. Если бы эти скрытые дефекты проявились при эксплуатации – можно представить возможные последствия для мотора.

Экспертиза турбокомпрессора, с которой мы ознакомились довольно-таки поверхностно, как начинается, так и заканчивается – бумагой. По результатам работы эксперт оформляет акт, в котором излагается вывод о техническом состоянии турбины. Если обнаружена неисправность, указываются вероятные причины ее возникновения и рекомендации по их устранению. Это особенно ценно: не выяснив и не устранив причину отказа, можно менять одну турбину за другой с одним и тем же финалом, грешить на продавца, производителя и собственную «невезуху».

Кстати, чаще всего клиенты эксперта жалуются: «Купил новую турбину, поставил, а она течет! Брак!». В этом стоит разобраться.

Ремонт шарикоподшипниковых турбин своими руками

Самое подробное описание: ремонт шарикоподшипниковых турбин своими руками от профессионального мастера для своих читателей с фотографиями и видео из всех уголков сети на одном ресурсе.

Цель написания этой статьи – ознакомить владельцев настоящих или будущих, с шарикоподшипниковой технологией (ballbearing) в турбокомпрессорах.

Втулочная турбина:

Как известно в классических втулочных турбинах одной из самых нагруженных частей является упорный подшипник

Представляет он из себя бронзовую пластину к которой подведено масло для смазки и упоры или шпульку, кто как называет, которые стоят на валу и опираясь на эту пластину удерживают вал от осевого перемещения.

Нужно это для того чтобы крыльчатки турбины и компрессора не терлись о корпуса турбины и не изнашивались. С ростом наддува вал турбины начинает испытывать осевое давление в сторону турбинной части, соответственно возрастает нагрузка на пластину подшипника и упоры которые в какой-то момент перестают выдерживать нагрузку и начинают изнашиваться.

Так у турбины появляется осевой люфт, что и является износом. Со временем износ прогрессирует и в какой-то момент крыльчатка турбины касается лопастями корпуса, жить такой турбине остается считанные дни.

Нет видео.

Видео (кликните для воспроизведения).

Любой износ неравномерен вал разбалансируется, появляется вибрация и турбина в буквальном смысле слова разваливается.

Есть еще один недостаток у втулочной турбины – это трение, внутри картриджа турбины, что приводит к более поздней раскрутке и большему лагу.

Принято говорить, что турбина на втулках менее респонсная (медленнее раскручивается), чем шариковая. Еще к минусам втулочных турбокомпрессоров следует отнести придирчивость к качеству и чистоте масла, склонность в закоксовыванию масла на валу.

Еще один серьезный минус о котором мало знают, это большое количество масла необходимое для создания масляного клина на подшипниках скольжения. Большое количество масла имеет склонность утекать не в слив или поддон двигателя, а через уплотнения вала в компрессор или в турбинную часть на выхлоп. Происходит это от износа и закоксовывания уплотнительных колец на валу турбины.

Практически любая втулочная турбина, что попадала мне в руки – имела утечки масла в сторону компрессора и турбины.

Теперь рассмотрим конструкцию турбин на шарикоподшипниковой технологии:

В 90х годах прошлого столетия компания Garrett разработала альтернативу своей серии турбокомпрессоров – «Т». К тому времени порядком устаревших, имеющих старомодный дизайн турбинной и компрессорной частей. А также главный минус большие массы вращающихся частей.

Было принято решение полностью разработать турбину на радиально-упорном подшипнике качения, имеющие полностью новые турбинные и компрессорные колеса.

Основная деталь такого турбокомпрессора – это подшипник:

Он устроен так, что нет больше нужды в упорном подшипнике, а следовательно снижаются вращающиеся массы и чем меньше трение, тем раньше выход на буст.

Сам подшипник состоит из внутренних и наружных обойм сепаратора и самих тел вращения шариков.

Как видно из рисунка подшипник не простой, а упорный, то есть при воздействии осевых нагрузок внутренняя обойма не дает валу двигаться в сторону и задевать за корпус также в подшипник подается смазка через специальные отверстия

Для этого турбокомпрессора было разработано специально новое компрессорное (фото) и турбинное колесо с более открытым профилем лопатки (серия GT X , а позже серия GTX R )

Благодаря этому газы стали проходить более свободно, упало противодавление и получилось уменьшить размер турбинной части при той же мощности.

Все это вместе с переделанным компрессором позволило поднять на 15% производительность, а также сделать респонс более быстрым.

Ощущается это как уменьшение времени реакции на педаль газа и повышение крутящего момента в зоне низких частот вращения коленвала. Многие водители, кто управляет такими автомобилями, восхищались отличной реакцией на педаль газа и быстрым почти мгновенным ростом мощности.

Еще один плюс таких турбин в том, что масло в картридж подается через специальный жиклер (рестриктор) с подобранным сечением, благодаря чему масло подается ровно сколько нужно для смазки подшипника.

Думаю, не стоит говорить о том, что масло такие турбины практически не пропускают.

Однако не обошлось и без ложки дегтя – подшипник имеет ряд конструктивных недоработок. (Сознательно или нет – это сделано опустим, сейчас речь не об этом).

Сепараторы подшипника сделаны в буквальном смысле слова из пластмассы. Автору известны случаи, когда они при росте EGT (температуры выхлопа) – плавились. Последствия печальны – шарики без поддержки начинают выпадать с дорожек, вал начинает болтаться цеплять за корпус крыльчатки стачиваются уплотнения стираются и вся турбина приходит в негодность .

Также сепараторы разваливаются от банальных хлопков в глушитель при переливе топлива и еще попросту от старости.

В общем, узел получился достаточно надежный (выдерживает высокие наддувы) и ненадежный (есть шанс повреждения пластмассового сепаратора и выхода из строя турбины).

Хотя известны конструкции других производителей, где нет таких недостатков. Обоймы сделаны из бронзы, и есть распорная пружина, цель которой, распирать обоймы выбирая тем самым люфт из данного узла. Такой узел достаточно надежен сам по себе, но турбина в которой он установлен имеет ряд других недостатков, о которых речь пойдет в отдельной статье.

Авторами данного проекта накоплен большой опыт в изучении конструкции и увеличении срока службы шарикоподшипниковых турбин.

Для многих автолюбителей, которые любят мощность и скорость, вопрос покупки машины с турбированным двигателем является весьма принципиальным.

В свою очередь, задача турбокомпрессора – подача большего объема воздуха в цилиндры двигателя и как следствие, увеличение мощности последнего.

Единственный недостаток столь полезного элемента – частый выход из строя, поэтому каждый автолюбитель должен уметь производить хотя бы минимальный ремонт турбины.

Конструктивно турбокомпрессор – это весьма простой механизм, который состоит из нескольких основных элементов:

  1. Общего корпуса узла и улитки;
  2. Подшипника скольжения;
  3. Упорного подшипника;
  4. Дистанционной и упорной втулки.

Корпус турбины выполнен из сплава алюминия, а вал – из стали.

Следовательно, при выходе из строя данных элементов единственным верным решением является только замена.

Большую часть повреждений турбины можно с легкостью диагностировать и устранить. При этом работу можно поручить профессионалам своего дела или же сделать все своими руками.

Нет видео.
Видео (кликните для воспроизведения).

В принципе, ничего сложного в этом нет (как производить демонтаж и ремонт турбины мы рассмотрим в статье).

Как показывает практика эксплуатации, всего можно выделить две основные причины поломок – некачественное или несвоевременное ТО.

Если же по плану производить технический осмотр, то турбина будет работать долго и без особых нареканий со стороны автолюбителей.

Итак, на сегодня можно выделить несколько основных признаков и причин выхода из строя турбины:

  • 1. Появление синего дыма из выхлопной трубы в момент повышения оборотов и его отсутствие при достижении нормы. Основная причина такой неисправности – попадание масла в камеру сгорания из-за течи в турбине.
  • 2. Черный дым из выхлопной трубы – свидетельствует о сгорании топливной смеси в интеркулере или нагнетающей магистрали. Вероятная причина – повреждение или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессора).
  • 3. Дым из выхлопной трубы белого цвета свидетельствует о забитости сливного маслопровода турбины. В такой ситуации может спасти только чистка.
  • 4. Чрезмерный расход масла до одного литра на тысячу километров. В этом случае нужно обратить внимание на турбину и наличие течи. Кроме этого, желательно осмотреть стыки патрубков.
  • 5. Динамика разгона «притупляется». Это явный симптом нехватки воздуха в двигателе. Причина – нарушение работы или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессор).
  • 6. Появление свиста на работающем двигателе. Вероятная причина – утечка воздуха между мотором и турбиной.
  • 7. Странный скрежет при работе турбины часто свидетельствуют о появлении трещины или деформации в корпусе узла. В большинстве случаев при таких симптомах ТКР долго не «живет» и дальнейший ремонт турбины может оказаться неэффективным.
  • 8. Повышенный шум в работе турбины может стать причиной засорения маслопровода, изменение зазоров ротора и задевание последнего о корпус турбокомпрессора.
  • 9. Увеличение токсичности выхлопных газов или расхода топлива часто говорит о проблемах с поставкой воздуха к ТКР (турбокомпрессору).

Чтобы провести ремонт турбины своими руками, ее необходимо демонтировать.

Делается это в следующей последовательности:

  • 1. Отсоедините все трубопроводы, которые идут к турбине. При этом стоит быть крайне осторожным, чтобы не повредить сам узел и смежные с ним устройства.
  • 2. Снимайте турбинную и компрессорную улитки. Последняя демонтируется без проблем, а вот турбинная улитка зачастую прикреплена весьма плотно.

Здесь демонтаж можно выполнить двумя способами – методом киянки или же с помощью самих крепежных болтов улитки (путем постепенного отпускания их со всех сторон).

При выполнении работы необходимо быть очень осторожным, чтобы не повредить колесо турбины.

  • 3. Как только работа по демонтажу улиток завершена, можно проверить наличие люфта вала. Если последний отсутствует, то проблема неисправности не в вале.

Снова-таки, небольшой поперечный люфт является допустимым (но не более одного миллиметра).

  • 4. Следующий этап – снятие колес компрессора. Для выполнения этой работы пригодятся пассатижи. При демонтаже учитывайте, что компрессорный вал в большинстве случаев имеет левую резьбу.

Для демонтажа компрессорного колеса пригодится специальный съемник.

  • 5. Далее демонтируются уплотнительные вкладыши (они расположены в углублениях ротора), а также упорный подшипник (крепится он на трех болтах, поэтому проблем со снятием не возникает).
  • 6. Теперь можно снимать вкладыши с торцевой части – их крепление осуществляется с помощью стопорного кольца (при демонтаже иногда приходится повозиться).

Подшипники скольжения (со стороны компрессора) фиксируются с помощью стопорного кольца.

7. При выполнении работы по демонтажу необходимо (вне зависимости от поломки) хорошо промыть и почистить основные элементы – картридж, уплотнители, кольца и прочие комплектующие.

Как только демонтаж завершен, можно делать ремонт. Для этого под рукой должен быть специальный ремкомплект, где есть все необходимое – вкладыши, метиз, сальники и кольца.

Проверьте качество фиксации номинальных вкладышей. Если они болтаются, то их нужно проточить и провести балансировку вала.

При этом вкладыши желательно хорошо почистить и смазать моторным маслом.

Стопорные кольца, расположившейся внутри турбины, необходимо установить в картридж. При этом проследите, чтобы они оказались на своем месте (в специальных пазах).

После этого можно монтировать вкладыш турбины, предварительно смазав его маслом для двигателя. Фиксация вкладыша производится стопорным кольцом.

Следующий шаг – монтаж компрессорного вкладыша, после чего можно вставлять хорошо смазанную втулку.

Далее надевайте на нее кольцо пластину и хорошенько затяните болтами (без фанатизма).

Установите грязезащитную пластину (крепится с помощью стопорного кольца) и маслосъемное кольцо.

Остается только вернуть на место улитки. Вот и все.

В данной статье указан общий алгоритм работ по разборке и сборе турбины. Безусловно, в зависимости от типа последней, частично данный алгоритм будет изменен, но общих ход работ будет идентичный.

Ну а если выявлена серьезная поломка, то лучше сразу заменить старую турбины на новую.

При отсутствии серьезных дефектов ремонт турбины занимает не более нескольких часов времени. Зато с помощью подручных инструментов и подготовленного заранее материала можно сделать весьма качественный и бюджетный ремонт.

Установка турбонагнетателя на дизель повышает энергоэффективность, крутящий момент, мощность и приемистость мотора. Длительная эксплуатация и несвоевременное техобслуживание приводят к поломке узла. При наличии слесарных навыков и инструмента можно выполнить ремонт турбокомпрессора своими руками. Для этого надо изучить ее устройство и ознакомиться с инструкцией по ремонту.

Содержание материала [раскрыть]

Агрегат состоит из трех основных секций:

  • горячая (турбинная), работающая с выхлопными газами;
  • компрессорная, подающая сжатый воздух в коллектор;
  • картридж (подшипниковый узел), передающий момент вращения от турбины к крыльчатке компрессора.

В турбинной или компрессорной части имеется регулировочная системы, которая управляет действием перепускного клапана. Крыльчатка компрессора надевается на вал, который является продолжением турбины. Смазка к подшипникам поступает по масляным каналам.

Учитывая не слишком сложное устройство и высокую стоимость узла, ремонт турбины своими руками на дизеле позволяет неплохо сэкономить.

О об этой необходимости ремонта сигнализируют следующие признаки:

  • Повышение расхода масла, которое попадает в цилиндры. Этому может сопутствовать появление синего дыма из выхлопной.
  • Потеря мощности из-за попадания воздуха через уплотнители патрубков.
  • Изменение состава топливно-воздушной смеси. Это выражается в повышенном расходе топлива и появление черного дыма из выхлопной трубы.
  • Повышенный шум турбины из-за износа подшипников картриджа.

Если вы заметили хотя бы один из признаков, настало время проверить работу нагнетателя и выполнить ремонт турбины своими руками на дизеле.

Ремонт турбины дизельного двигателя своими силами требует наличия инструмента, запчастей и продвинуты слесарных навыков. При их отсутствии дешевле обратиться к профессионалам. Сборка в кустарных условиях может привести к попаданию песчинок в агрегат. В результате он окончательно выйдет из строя. Если вы уверены в своих силах, можно приступать к работе.

Перед тем, как отремонтировать турбину, следует подготовить ремкомплект. Понадобятся следующие детали:

Понадобится и следующий набор инструмента:

  • торцевые и рожковые ключи;
  • отвертки;
  • кусачки с раздвижными губками;
  • фигурная правка;
  • съемник;
  • киянка.

Этого достаточно, чтобы восстановить турбину своими руками.

Ремонт турбины дизельного двигателя легковушки или грузовика своими руками начинается с ее демонтажа. Для этого нужно выполнить такие операции:

  • открутить болты или убрать стопоры, фиксирующий корпуса компрессорного и турбинного узла;
  • если узел прикипел, его нужно аккуратно «разбудить» при помощи постукивания киянкой;
  • снять улитку.

Сначала нужно проверить подшипники картриджа: продольный люфт недопустим, поперечный — только очень малый. И

Стопорное кольцо компрессора снимается с использованием кусачек с раздвижными губками. Обратная сторона вала при этом зажимается фигурной правкой.

При разборке не забывайте о левой резьбе на валу.

Компрессорное колесо невозможно снять без специального съемника. Чтобы предотвратить разбалансировку узла, при сборке нужно устанавливать детали в то же положение. Для этого нанесите отметки на колесо и гайке.

Чтобы качественно отремонтировать турбину своими руками, нужно тщательно очистить все детали и проверить их состояние.

Износ втулок — основная причина люфта картриджа. Чтобы заменить их, нужно снять стопорные кольца и открутить болты крепления. Также придется менять вкладыши, которые удерживаются стопором. Перед снятием колец уплотнителя следует очистить нагар с вала картриджа и крыльчатки.

В случае, если заметен износ вала, изношенные вкладыши номинального размера меняются ремонтными. Вал придется обточить под ремонтный размер и отбалансировать. Если выработка имеется только на вкладышах, можно поставить новые номинального размера. На этом ремонт картриджа турбины нагнетателя своими руками окончен.

После завершения ремонта остается собрать агрегат и поставить его на место. Не забудьте проверить плотность посадки стопорных колец при установке их на картридж. Если они не сядут в гнезда, конструкция рассыпется во время работы.

Вкладыши, втулки и маслосъемные кольца вала смазываются маслом перед установкой. Это гарантирует отсутствие задиров при первом пуске.

  1. Сборка деталей производится в порядке, обратном их снятию на предыдущем этапе.
  2. Гайка крепления крыльчатки затягивается с усилием 5 Н-м, если другое не предусмотрено инструкцией изготовителя.
  3. Собранное устройство ставится на двигатель и фиксируется винтами или стопорами.

Перед тем как отремонтировать современную турбину дизеля своими руками, нужно помнить о распространенной ошибке новичков. Между корпусом, втулкой и валом картриджа имеются зазоры, которые заполняются маслом во время работы. Они позволяют компенсировать эффект демпфера.

Неопытные слесари расценивают этот как завышенный люфт и устанавливают втулки нестандартных размеров, которые монтируют «в натяг». В результате вращение ротора затрудняется, а втулка интенсивно изнашивается из-за демпферного эффекта и отсутствия смазки. Нередко это становится причиной деформации вала.

Также нельзя забывать о балансировке, которая выполняется на специальном стенде. Самостоятельно балансировать деталь реально, но это требует навыков и внимания. Ошибки ремонта и сборки приводят к необратимой поломке дорогостоящего узла. Поэтому при любом затруднении лучше обратиться к специалистам.

Сегодня скинул свой турбокит HKS Gt2835R, перестал дуть после последней змеинки. Крыльчатки оказались целые, но есть хороший люфт. Прошу совета что с ней делать теперь:.
1. Попробывать поискать в штатах ремкомплект для garrett gt2871r (аналог моей турбины) и установить самим. Потребуется ли балансировка после этого? Если потребуется где сделать во владе?
2. Не рисковать и отправить на ремонт в москву в компанию “Турбоост”, цена вопроса 15000р за замену подшипников и 20000р – замена картриджа. Дают гарантию полгода.
3. Отремонтировать во владивостоке, если такое конечно возможно.

Тут вот такой спам пришел недавно:

Открыто направление по ремонту и тюнингу любых турбин, находящихся в любом состоянии.
Производится замена валов, крыльчаток, сальников и уплотнений.
Все турбины балансируются на стенде.


С уважением, Данила.
Авто Ателье Пелетон
тел.: (4232)686-226, +79024826226
http://peleton-dv.ru/
mailto: [email protected]
icq 438759402

Тут вот такой спам пришел недавно:

Открыто направление по ремонту и тюнингу любых турбин, находящихся в любом состоянии.
Производится замена валов, крыльчаток, сальников и уплотнений.
Все турбины балансируются на стенде.


С уважением, Данила.
Авто Ателье Пелетон
тел.: (4232)686-226, +79024826226
http://peleton-dv.ru/
mailto: [email protected]
icq 438759402

Автозапчасти под заказ
ICQ 481018700

Сегодня скинул свой турбокит HKS Gt2835R, перестал дуть после последней змеинки. Крыльчатки оказались целые, но есть хороший люфт. Прошу совета что с ней делать теперь:.
1. Попробывать поискать в штатах ремкомплект для garrett gt2871r (аналог моей турбины) и установить самим. Потребуется ли балансировка после этого? Если потребуется где сделать во владе?
2. Не рисковать и отправить на ремонт в москву в компанию “Турбоост”, цена вопроса 15000р за замену подшипников и 20000р – замена картриджа. Дают гарантию полгода.
3. Отремонтировать во владивостоке, если такое конечно возможно.

Ремонт турбокомпрессора или турбины своими руками, принцип работы, причины неисправностей и малоизвестные нюансы

Еще в прошлом десятилетии автомобильная турбина считалась атрибутом только премиальных автомобилей, а уже сегодня это необходимая деталь практически для каждой машины, которая позволяет значительно повысить отдачу силового агрегата и уменьшает потребление горючего. А в наши дни именно эти характеристики часто становятся решающими при покупке нового транспортного средства.

Поэтому сегодня любому водителю не помешает ознакомиться с устройством турбокомпрессора и научиться понимать, как он работает и какие могут быть неполадки, что, в свою очередь, позволит вовремя сориентироваться и определить неисправность в своем автомобиле.

Несмотря на кажущуюся сложность, турбина не отличается большим количеством деталей. Она состоит всего из трех основных секций: турбинной, иначе называемой горячей, работающей с выхлопом мотора, компрессорной, которая отвечает за подачу сжатого воздуха в мотор, и соединяющего их подшипникового узла, который чаще называют картриджем, через него проходит вал ротора.

Кроме того существует система регулировок, которая в разных конструкциях турбокомпрессора может располагаться в горячей или компрессорной части турбины. Она регулирует действие перепускного клапана устройства. Компрессорная крыльчатка крепится прямо на вал, а турбинная крыльчатка с валом являются одним целым. На картридже есть уплотнения, которые препятствуют попаданию масла в улитки. Вот и все составляющие автомобильного турбокомпрессора.

С виду простой механизм при поломке вызывает у технически подкованного водителя желание заняться ремонтом своими силами. Особенно стимулирует это желание стоимость нового турбокомпрессора, которая варьируется в пределах 500-1000 долларов, а после ремонта может составить сумму в 540 долларов. Спасти положение может приобретение бывшей в употреблении турбины, но кто сможет гарантировать ее исправную работу в дальнейшем.

Необходимо отметить, что найти специалиста, который бы квалифицированно смог отремонтировать турбокомпрессор, довольно проблематично. А если таковой и нашелся, часто приходится ожидать в очереди по несколько недель. С другой стороны, водителя, который решился на самостоятельный ремонт, поджидает немало количество «подводных камней», неискушенному автолюбителю такие трудно даже представить.

Казалось бы, принцип работы турбокомпрессора не особо сложный. Выхлопные газы из силового агрегата автомобиля раскручивают крыльчатку турбокомпрессора, которая преобразовывает кинетическую энергию газового потока в механическую. С помощью насоса через фильтрующее устройство свежий воздух подается на компрессор и после сжатия поступает в автомобильный мотор. С помощью этого процесса получается повысить отдачу силовой установки на 20-25 процентов за счет повышения эффективности и скорости сжигания горючего.

Одним из «подводных камней» для решивших взяться за ремонт становится непонимание демпфирующего эффекта, который тесно связан с конструктивными особенностями подшипникового зла турбокомпрессора. Этот вопрос нужно рассмотреть более подробно, так как ремонтные работы без его понимания часто приводят к плачевным результатам.

Конструкция турбины изначально предусматривает необходимость демпфирования из-за особенностей работы автомобильного мотора. Выхлоп проходит через выпускной коллектор и попадает на крыльчатку турбокомпрессора рывками, а не постепенно, пропорционально открытию клапанов силового агрегата. Получается, что газовый поток неоднороден и воздействует на крыльчатку турбокомпрессора импульсами.

Чтобы компенсировать такое неоднородное воздействие, пришлось бы конструировать ротор увеличенной жесткости, следствием чего стал бы рост массы и габаритов устройства. Проблему решили установленные в подшипниковом узле втулки, создающие со стороны улитки демпфирующий эффект.

Объяснить это достаточно просто. Диаметр втулки выбирается такой, чтобы между ней и улиткой оставалось небольшое расстояние, позволяющее в процессе работы возникать масляной пленке, почти такой же, какая образовывается в зазоре между втулкой и валом. Скорость вращения втулки приблизительно в два раза меньше скорости вала, а пара масляных пленок позволяет удачно амортизировать неравномерное давление выхлопа на ротор турбокомпрессора.

Во время ремонта турбокомпрессора своими силами может показаться, что между корпусом картриджа и втулкой присутствует чрезмерный люфт. Большинство автолюбителей посчитают такой эффект неисправностью, примутся вытачивать новую втулку (чаще бронзовую) и довольно жестко запрессуют при установке. Обычно это делается по аналогии с втулками, которые устанавливаются на стартере или головке шатуна, однако в данной ситуации подобное понимание станет причиной плачевных результатов.

Турбина вращается с очень большой скоростью, исчезновение второй масляной пленки приведет к уменьшению демпфирующего эффекта практически в два раза, что, в свою очередь, станет причиной быстрого износа подшипников. Иногда в таких случаях из-за импульсивной нагрузки даже может поломаться вал ротора.

Для того, что бы вращающаяся деталь работала как можно более корректно и дольше, производят ее балансировку. Самым распространенным примером в этой области может стать процесс балансировки колес, который проводят постоянно после ремонтных работ, затрагивающих колеса и ходовую часть транспортного средства. В случае отказа от такой процедуры, если рассматривать передние колеса, через систему рулевого управления будет распространяться биение. А в версии с задними колесами, даже без каких-нибудь ярко выраженных признаков дисбаланса, покрышки могут преждевременно износится, что будет видно по особым пятнам. Не стоит забывать и об увеличенной нагрузке и ускоренном износе элементов подвески.

Конечно, крыльчатки турбокомпрессора намного меньше диаметра колес, но не нужно забывать о скорости вращения, которая у ротора турбокомпрессора выше во много раз и в среднем составляет 100 000 оборотов в минуту, а в отдельных моделях достигает 300 000 оборотов в минуту. Кто помнит физику, нагрузка на вращающийся элемент растет пропорционально его скорости в квадрате. Так что, если принимать во внимание высокую частоту вращения, нагрузки на ротор турбокомпрессора и колеса автомобиля вполне соизмеримы, и отсутствие балансировки часто становится причиной серьезных поломок.

Демонтаж подшипникового узла вплоть до изменения давления крепящих его болтов иногда становится причиной нарушения балансировки. Отсюда очевидный вывод, что в «домашних» условиях произвести балансировку ротора нереально, несмотря на правильную замену всех испорченных элементов. Соответственно, такие ремонтные работы становятся бессмысленными, потому что турбина с дисбалансом снова очень быстро перестанет работать.

Ротор турбокомпрессора балансируют на спецоборудовании опытные мастера в несколько этапов. В первую очередь балансируют сам ротор, затем производится сборка картриджа и балансируется весь узел. Специалисты используют для этого процесса два различных аппарата, один из которых позволяет воссоздать работу турбокомпрессора в условиях, приближенных к реальным: на ротор создается давление, а в подшипниковый узел поступает масло необходимой температуры.

Еще раз отметим – в домашних условиях отбалансировать ротор турбокомпрессора невозможно. Несмотря на технически правильную замену всех необходимых элементов и правильный монтаж, турбина все равно будет разбалансирована, и очевидно, что это быстро станет причиной его поломки.

Основными признаками неисправной работы турбины является внезапное падение мощности силовой установки автомобиля, увеличенное потребление масла, изменение звука работы двигателя и турбокомпрессора, синие или черные выхлопные газы.

Любой из этих признаков говорит о том, что настало время проверить наличие ремонтного комплекта для турбины. Необходимо выяснить, исправен ли турбокомпрессор, а также обязательно проверить работу двигателя и других агрегатов машины. Оставлять без внимания эти рекомендации не стоит, так как силовая установка автомобиля с нормальной работой и качественным обслуживанием является залогом стабильной работы турбокомпрессора на долгое время.

Еще раз напомним, что специалисты не рекомендуют ремонтировать турбину своими руками без надлежащего оборудования. Кроме вышеназванных причин, нужно сказать и о том, что при попадании внутрь турбокомпрессора во время сборки хотя бы одной песчинки, он может выйти из строя. С другой стороны, некоторые автолюбители все же ремонтируют турбокомпрессор сами, почему у вас не выйдет?

Если вы решились заняться ремонтом, вам как минимум понадобится ремкомплект для турбины, который обычно состоит из нескольких разных вкладышей, колец, винтов, солидного набора самых разнообразных сальников, шайб, шурупов и запасных вкладышей. Во время работы нужно быть максимально аккуратным и не забывать, что разбирать всегда легче, чем собирать. Желательно отмечать места, где крепятся различные элементы, и их положение по отношению к корпусу или другим деталям.

Перед разборкой турбины в кустарных условиях без опыта в таких делах, нужно еще раз взвесить все за и против.

Ни в коем случае при установке трубок через прокладку нельзя использовать герметики, для этого подойдут только качественные прокладки. Когда турбина установлена, нужно запустить силовой агрегат автомобиля и позволить ему поработать на холостых около 15 минут. В это время необходимо провести осмотр на предмет подтеканий охлаждающий жидкости или масла на различных соединениях. Турбокомпрессор обкатывается приблизительно 1 тысячу километров, в это время нельзя разгонять машину свыше 100 километров в час и резко менять режимы движения.

Произвести ремонт турбины в кустарных условиях или стандартном автосервисе практически невозможно. Квалифицированный ремонт с гарантией смогут сделать только те мастерские, которые предназначены для такой работы. В таких мастерских есть приборы для диагностики всех узлов любого типа турбин на любом этапе ремонта. Также в такой мастерской должно быть оборудование для проведения предварительной и конечной балансировки ротора турбины.

Пособие для самостоятельного ремонта турбины.

Мощность и скорость, которые дарит автомобиль с турбированным двигателем, являются для многих водителей принципиальными вопросами.


Достигаются они за счет встроенного турбокомпрессора, который подает большие объемы воздуха в цилиндры двигателя, увеличивая этим его мощность. Однако, омрачает счастье владения таким суперполезным агрегатом его частая поломка. Все детали автомобиля со временем изнашиваются, но ремонт турбины происходит намного реже, чем полная замена испорченного механизма.

Соблюдение элементарных правил эксплуатации, тщательный технический осмотр в положенный срок, использование качественного синтетического масла и его регулярная замена, правильное без перегибов положение маслопровода, наличие турботаймера и приобретение перепускного клапана блоу-оффа — эти нехитрые манипуляции способны увеличить долговечность турбокомпрессора в несколько раз. Возможность посещать СТО при малейшей неисправности по карману не каждому, поэтому есть смысл освоить азы минимального ремонта турбины собственными силами.

Схема турбины достаточно проста, ее основными элементами являются:

  • Общий корпус узла и улитка.
  • Подшипник скольжения.
  • Упорный подшипник.
  • Дистанционная и упорная втулки.

Так основные элементы турбины металлические (алюминиевый корпус, стальной вал), отремонтировать их нельзя – только заменить.

Основные причины неисправности турбины вполне поддаются самостоятельной диагностике и ремонту. Конечно, при отсутствии необходимых навыков лучше перепоручить эти процедуры профессионалам.

Практически все поломки имеют в своей основе 2 нарушения: техосмотр, выполненный некачественно или не в срок.

  • При повышении оборотов из выхлопной трубы выделяется дым синего цвета, который исчезает при нормальных значениях.

Причина: в турбине имеется течь, через которую в камеру сгорания попадает масло.

  • Выделение черного дыма из выхлопной трубы.

Причина: топливная смесь сгорает в интеркуллере или нагнетающей магистрали при неисправности системы управления.

Причина: сливное отверстие маслопровода турбины непроходимо, требуется очищение.

  • Увеличение расхода масла на километраж (может достигать соотношения 1 литр: 1000 км).

Причина: течь в турбине, разъединение стыков патрубков.

  • Разгон автомобиля занимает больше времени.

Причина: снижение объемов воздуха, поставляемых турбокомпрессором вследствие его неисправности.

  • Свист при работе двигателя.

Причина: нарушение неразрывности соединения мотора и турбины, протечка воздуха в образовавшиеся щели.

  • Скрежещущий звук при работающей турбине.

Причина: наиболее вероятна деформация корпуса узла, самостоятельный ремонт неэффективен, возможно потребуется замена турбокомпрессора целиком.

  • Увеличение уровня шума при работающей турбине.

Причина: засор маслопровода, увеличение зазоров ротора, соприкосновение ротора и корпуса турбокомпрессора.

  • Повышение расхода топлива и усиление концентрации выхлопных газов.

Причина: нарушение соединения с турбокомпрессором, недостаточный объем воздуха при подаче.

К ним относятся: патрубок, соединяющий турбину с другим патрубком для создания потока воздуха.

  • Снимаем обе улитки: турбинную (возможно, потребуется приложить усилия) и компрессорную. Снимаем либо с помощью киянки – сбиваем, либо откручиваем прикрепляющие болты. Стараемся не задеть колесо турбины.

Необходимо внимательно осмотреть состояние лопаток. При наличии деформаций поверхностей, даже минимальных размеров, требуется их замена ли ремонт путем шлифовки и обтачивания.

  1. Оцениваем состояние патрубка. На нем могут присутствовать незначительные капли масла, но в идеале патрубок должен быть практически сухим. На многих моделях турбокомпрессора к его отверстию присоединена суфлирующая система. При ее повреждении или расхождении деталей в месте стыка будет значительное количество масла, как и на самом патрубке. В этом случае собственными силами обойтись не удастся, необходимо подключать к ремонту профессионалов.
  2. Проверяем исправность вала – после снятия улиток ищем наличие люфта – захватываем вал рукой и пытаемся сместить в направлении оси. Полу- и одномиллиметровый поперечный люфт вполне допустим. Также сразу осуществляем проверку радиального люфта — задевание лопастей за корпус турбины: переставляем вал в крайнее правое состояние и проворачиваем лопасти. При соприкосновении данных деталей ситуация свидетельствует о необходимости замены турбины вследствие поломки. Необходимо разъединить патрубок от впускного коллектора или интеркуллера и турбины и оценить состояние отверстий. Если в патрубке отмечается значительное количество масло, но в области отверстий его практически нет, делаем вывод о неисправности турбокомпрессора, сопровождающемся повышенным больше максимального значения расходом масла.
  3. Снимаем с помощью пассатижей и специального съемника компрессорные колеса, при этом помним о левой резьбе на компрессорном вале.
  4. Отделяем уплотнительные вкладыши во впадинах ротора и откручиваем 3 болта упорного подшипника.
  5. Отделяем уплотнительные вкладыши от стопорного кольца с торцевой части турбины.
  6. Снимаем подшипники скольжения, также закрепленные на стопорном кольце со стороны компрессора.
  7. Основные комплектующие, такие как картридж, уплотнители, кольца и прочее, при разборе следует почистить и помыть.
  8. Обратите внимание при покупке автомобильного средства : наличие светящейся надписи индикатора Check-engine на панели означает серьезную неисправность турбины. Точную причину поломки сможет в случае определить лишь эксперт.
  • Необходимо иметь в наличии специальный комплект для ремонта, куда входят метиз, кольца, сальники и вкладыши.
  • Проверяем фиксированность номинальных вкладышей. При наличии колебаний обтачиваем, чистим, смазываем моторным маслом и проводим балансировку вала.
  • Стопорные кольца устанавливаем в специальные пазы картриджа внутри турбины.
  • Смазываем вкладыш турбокомпрессора специальным маслом для двигателя и фиксируем его на положенном месте с помощью стопорного кольца.
  • Устанавливаем компрессорный вкладыш.
  • Смазываем и устанавливаем на место втулку.
  • Сверху втулку закрепляем пластиной за счет болтов.
  • Устанавливаем защиту от грязи с помощью стопорных колец.
  • Устанавливаем масло съемное кольцо.
  • Устанавливаем улитки.

Следует крайне внимательно подходить к сборке разобранной турбины. Нередко возникает ситуация, когда разбор прошел вполне благополучно, а вот с монтажом возникают проблемы. Старательно очищенные от загрязнений, вымытые с помощью специально подобранного состава и осмотренные на предмет деформаций (по необходимости производится их замена) детали турбины очень аккуратно, до полного упора, устанавливаются в предназначенные пазы.

Особенность строения турбины – небольшое число элементов обусловливает ее относительную долговечность. Комплектующие ее детали легко поддаются и в большинстве случаев требуют замену, но даже при неисправности абсолютно всех деталей турбина способна выполнять рабочие действия. Однако, не стоит воспринимать этот факт как руководство к действию, так как неверно функционирующая турбина обеспечивает поистине фантастический расход масла.

Указанная последовательность операций является общей для всех видов турбокомпрессоров, в зависимости от модели некоторые действия могут меняться. При серьезной неисправности рекомендуется произвести замену поврежденной турбины.

Для экономии средств имеет смысл освоить самостоятельный ремонт турбины, тем более учитывая, что временные затраты не превышают нескольких часов.

Автор статьи: Антон Кислицын

Я Антон, имею большой стаж домашнего мастера и фрезеровщика. По специальности электрик. Являюсь профессионалом с многолетним стажем в области ремонта. Немного увлекаюсь сваркой. Данный блог был создан с целью структурирования информации по различным вопросам возникающим в процессе ремонта. Перед применением описанного, обязательно проконсультируйтесь с мастером. Сайт не несет ответственности за прямой или косвенный ущерб.

✔ Обо мне ✉ Обратная связь Оцените статью: Оценка 3.5 проголосовавших: 13

Ремонт турбокомпрессоров своими руками

Мы постараемся ответить на вопрос: ремонт турбокомпрессоров своими руками по рекомендациям подлинного мастера с максимально подробным описанием.

Для многих автолюбителей, которые любят мощность и скорость, вопрос покупки машины с турбированным двигателем является весьма принципиальным.

В свою очередь, задача турбокомпрессора – подача большего объема воздуха в цилиндры двигателя и как следствие, увеличение мощности последнего.

Единственный недостаток столь полезного элемента – частый выход из строя, поэтому каждый автолюбитель должен уметь производить хотя бы минимальный ремонт турбины.

Конструктивно турбокомпрессор – это весьма простой механизм, который состоит из нескольких основных элементов:

  1. Общего корпуса узла и улитки;
  2. Подшипника скольжения;
  3. Упорного подшипника;
  4. Дистанционной и упорной втулки.

Нет тематического видео для этой статьи.

Видео (кликните для воспроизведения).

Корпус турбины выполнен из сплава алюминия, а вал – из стали.

Следовательно, при выходе из строя данных элементов единственным верным решением является только замена.

Большую часть повреждений турбины можно с легкостью диагностировать и устранить. При этом работу можно поручить профессионалам своего дела или же сделать все своими руками.

В принципе, ничего сложного в этом нет (как производить демонтаж и ремонт турбины мы рассмотрим в статье).

Как показывает практика эксплуатации, всего можно выделить две основные причины поломок – некачественное или несвоевременное ТО.

Если же по плану производить технический осмотр, то турбина будет работать долго и без особых нареканий со стороны автолюбителей.

Итак, на сегодня можно выделить несколько основных признаков и причин выхода из строя турбины:

  • 1. Появление синего дыма из выхлопной трубы в момент повышения оборотов и его отсутствие при достижении нормы. Основная причина такой неисправности – попадание масла в камеру сгорания из-за течи в турбине.
  • 2. Черный дым из выхлопной трубы – свидетельствует о сгорании топливной смеси в интеркулере или нагнетающей магистрали. Вероятная причина – повреждение или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессора).
  • 3. Дым из выхлопной трубы белого цвета свидетельствует о забитости сливного маслопровода турбины. В такой ситуации может спасти только чистка.
  • 4. Чрезмерный расход масла до одного литра на тысячу километров. В этом случае нужно обратить внимание на турбину и наличие течи. Кроме этого, желательно осмотреть стыки патрубков.
  • 5. Динамика разгона «притупляется». Это явный симптом нехватки воздуха в двигателе. Причина – нарушение работы или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессор).
  • 6. Появление свиста на работающем двигателе. Вероятная причина – утечка воздуха между мотором и турбиной.
  • 7. Странный скрежет при работе турбины часто свидетельствуют о появлении трещины или деформации в корпусе узла. В большинстве случаев при таких симптомах ТКР долго не «живет» и дальнейший ремонт турбины может оказаться неэффективным.
  • 8. Повышенный шум в работе турбины может стать причиной засорения маслопровода, изменение зазоров ротора и задевание последнего о корпус турбокомпрессора.
  • 9. Увеличение токсичности выхлопных газов или расхода топлива часто говорит о проблемах с поставкой воздуха к ТКР (турбокомпрессору).

Чтобы провести ремонт турбины своими руками, ее необходимо демонтировать.

Делается это в следующей последовательности:

  • 1. Отсоедините все трубопроводы, которые идут к турбине. При этом стоит быть крайне осторожным, чтобы не повредить сам узел и смежные с ним устройства.
  • 2. Снимайте турбинную и компрессорную улитки. Последняя демонтируется без проблем, а вот турбинная улитка зачастую прикреплена весьма плотно.

Здесь демонтаж можно выполнить двумя способами – методом киянки или же с помощью самих крепежных болтов улитки (путем постепенного отпускания их со всех сторон).

При выполнении работы необходимо быть очень осторожным, чтобы не повредить колесо турбины.

Нет тематического видео для этой статьи.
Видео (кликните для воспроизведения).
  • 3. Как только работа по демонтажу улиток завершена, можно проверить наличие люфта вала. Если последний отсутствует, то проблема неисправности не в вале.

Снова-таки, небольшой поперечный люфт является допустимым (но не более одного миллиметра).

  • 4. Следующий этап – снятие колес компрессора. Для выполнения этой работы пригодятся пассатижи. При демонтаже учитывайте, что компрессорный вал в большинстве случаев имеет левую резьбу.

Для демонтажа компрессорного колеса пригодится специальный съемник.

  • 5. Далее демонтируются уплотнительные вкладыши (они расположены в углублениях ротора), а также упорный подшипник (крепится он на трех болтах, поэтому проблем со снятием не возникает).
  • 6. Теперь можно снимать вкладыши с торцевой части – их крепление осуществляется с помощью стопорного кольца (при демонтаже иногда приходится повозиться).

Подшипники скольжения (со стороны компрессора) фиксируются с помощью стопорного кольца.

7. При выполнении работы по демонтажу необходимо (вне зависимости от поломки) хорошо промыть и почистить основные элементы – картридж, уплотнители, кольца и прочие комплектующие.

Как только демонтаж завершен, можно делать ремонт. Для этого под рукой должен быть специальный ремкомплект, где есть все необходимое – вкладыши, метиз, сальники и кольца.

Проверьте качество фиксации номинальных вкладышей. Если они болтаются, то их нужно проточить и провести балансировку вала.

При этом вкладыши желательно хорошо почистить и смазать моторным маслом.

Стопорные кольца, расположившейся внутри турбины, необходимо установить в картридж. При этом проследите, чтобы они оказались на своем месте (в специальных пазах).

После этого можно монтировать вкладыш турбины, предварительно смазав его маслом для двигателя. Фиксация вкладыша производится стопорным кольцом.

Следующий шаг – монтаж компрессорного вкладыша, после чего можно вставлять хорошо смазанную втулку.

Далее надевайте на нее кольцо пластину и хорошенько затяните болтами (без фанатизма).

Установите грязезащитную пластину (крепится с помощью стопорного кольца) и маслосъемное кольцо.

Остается только вернуть на место улитки. Вот и все.

В данной статье указан общий алгоритм работ по разборке и сборе турбины. Безусловно, в зависимости от типа последней, частично данный алгоритм будет изменен, но общих ход работ будет идентичный.

Ну а если выявлена серьезная поломка, то лучше сразу заменить старую турбины на новую.

При отсутствии серьезных дефектов ремонт турбины занимает не более нескольких часов времени. Зато с помощью подручных инструментов и подготовленного заранее материала можно сделать весьма качественный и бюджетный ремонт.

Ремонт турбокомпрессора или турбины своими руками, принцип работы, причины неисправностей и малоизвестные нюансы

Еще в прошлом десятилетии автомобильная турбина считалась атрибутом только премиальных автомобилей, а уже сегодня это необходимая деталь практически для каждой машины, которая позволяет значительно повысить отдачу силового агрегата и уменьшает потребление горючего. А в наши дни именно эти характеристики часто становятся решающими при покупке нового транспортного средства.

Поэтому сегодня любому водителю не помешает ознакомиться с устройством турбокомпрессора и научиться понимать, как он работает и какие могут быть неполадки, что, в свою очередь, позволит вовремя сориентироваться и определить неисправность в своем автомобиле.

Несмотря на кажущуюся сложность, турбина не отличается большим количеством деталей. Она состоит всего из трех основных секций: турбинной, иначе называемой горячей, работающей с выхлопом мотора, компрессорной, которая отвечает за подачу сжатого воздуха в мотор, и соединяющего их подшипникового узла, который чаще называют картриджем, через него проходит вал ротора.

Кроме того существует система регулировок, которая в разных конструкциях турбокомпрессора может располагаться в горячей или компрессорной части турбины. Она регулирует действие перепускного клапана устройства. Компрессорная крыльчатка крепится прямо на вал, а турбинная крыльчатка с валом являются одним целым. На картридже есть уплотнения, которые препятствуют попаданию масла в улитки. Вот и все составляющие автомобильного турбокомпрессора.

С виду простой механизм при поломке вызывает у технически подкованного водителя желание заняться ремонтом своими силами. Особенно стимулирует это желание стоимость нового турбокомпрессора, которая варьируется в пределах 500-1000 долларов, а после ремонта может составить сумму в 540 долларов. Спасти положение может приобретение бывшей в употреблении турбины, но кто сможет гарантировать ее исправную работу в дальнейшем.

Необходимо отметить, что найти специалиста, который бы квалифицированно смог отремонтировать турбокомпрессор, довольно проблематично. А если таковой и нашелся, часто приходится ожидать в очереди по несколько недель. С другой стороны, водителя, который решился на самостоятельный ремонт, поджидает немало количество «подводных камней», неискушенному автолюбителю такие трудно даже представить.

Казалось бы, принцип работы турбокомпрессора не особо сложный. Выхлопные газы из силового агрегата автомобиля раскручивают крыльчатку турбокомпрессора, которая преобразовывает кинетическую энергию газового потока в механическую. С помощью насоса через фильтрующее устройство свежий воздух подается на компрессор и после сжатия поступает в автомобильный мотор. С помощью этого процесса получается повысить отдачу силовой установки на 20-25 процентов за счет повышения эффективности и скорости сжигания горючего.

Одним из «подводных камней» для решивших взяться за ремонт становится непонимание демпфирующего эффекта, который тесно связан с конструктивными особенностями подшипникового зла турбокомпрессора. Этот вопрос нужно рассмотреть более подробно, так как ремонтные работы без его понимания часто приводят к плачевным результатам.

Конструкция турбины изначально предусматривает необходимость демпфирования из-за особенностей работы автомобильного мотора. Выхлоп проходит через выпускной коллектор и попадает на крыльчатку турбокомпрессора рывками, а не постепенно, пропорционально открытию клапанов силового агрегата. Получается, что газовый поток неоднороден и воздействует на крыльчатку турбокомпрессора импульсами.

Чтобы компенсировать такое неоднородное воздействие, пришлось бы конструировать ротор увеличенной жесткости, следствием чего стал бы рост массы и габаритов устройства. Проблему решили установленные в подшипниковом узле втулки, создающие со стороны улитки демпфирующий эффект.

Объяснить это достаточно просто. Диаметр втулки выбирается такой, чтобы между ней и улиткой оставалось небольшое расстояние, позволяющее в процессе работы возникать масляной пленке, почти такой же, какая образовывается в зазоре между втулкой и валом. Скорость вращения втулки приблизительно в два раза меньше скорости вала, а пара масляных пленок позволяет удачно амортизировать неравномерное давление выхлопа на ротор турбокомпрессора.

Во время ремонта турбокомпрессора своими силами может показаться, что между корпусом картриджа и втулкой присутствует чрезмерный люфт. Большинство автолюбителей посчитают такой эффект неисправностью, примутся вытачивать новую втулку (чаще бронзовую) и довольно жестко запрессуют при установке. Обычно это делается по аналогии с втулками, которые устанавливаются на стартере или головке шатуна, однако в данной ситуации подобное понимание станет причиной плачевных результатов.

Турбина вращается с очень большой скоростью, исчезновение второй масляной пленки приведет к уменьшению демпфирующего эффекта практически в два раза, что, в свою очередь, станет причиной быстрого износа подшипников. Иногда в таких случаях из-за импульсивной нагрузки даже может поломаться вал ротора.

Для того, что бы вращающаяся деталь работала как можно более корректно и дольше, производят ее балансировку. Самым распространенным примером в этой области может стать процесс балансировки колес, который проводят постоянно после ремонтных работ, затрагивающих колеса и ходовую часть транспортного средства. В случае отказа от такой процедуры, если рассматривать передние колеса, через систему рулевого управления будет распространяться биение. А в версии с задними колесами, даже без каких-нибудь ярко выраженных признаков дисбаланса, покрышки могут преждевременно износится, что будет видно по особым пятнам. Не стоит забывать и об увеличенной нагрузке и ускоренном износе элементов подвески.

Конечно, крыльчатки турбокомпрессора намного меньше диаметра колес, но не нужно забывать о скорости вращения, которая у ротора турбокомпрессора выше во много раз и в среднем составляет 100 000 оборотов в минуту, а в отдельных моделях достигает 300 000 оборотов в минуту. Кто помнит физику, нагрузка на вращающийся элемент растет пропорционально его скорости в квадрате. Так что, если принимать во внимание высокую частоту вращения, нагрузки на ротор турбокомпрессора и колеса автомобиля вполне соизмеримы, и отсутствие балансировки часто становится причиной серьезных поломок.

Демонтаж подшипникового узла вплоть до изменения давления крепящих его болтов иногда становится причиной нарушения балансировки. Отсюда очевидный вывод, что в «домашних» условиях произвести балансировку ротора нереально, несмотря на правильную замену всех испорченных элементов. Соответственно, такие ремонтные работы становятся бессмысленными, потому что турбина с дисбалансом снова очень быстро перестанет работать.

Ротор турбокомпрессора балансируют на спецоборудовании опытные мастера в несколько этапов. В первую очередь балансируют сам ротор, затем производится сборка картриджа и балансируется весь узел. Специалисты используют для этого процесса два различных аппарата, один из которых позволяет воссоздать работу турбокомпрессора в условиях, приближенных к реальным: на ротор создается давление, а в подшипниковый узел поступает масло необходимой температуры.

Еще раз отметим – в домашних условиях отбалансировать ротор турбокомпрессора невозможно. Несмотря на технически правильную замену всех необходимых элементов и правильный монтаж, турбина все равно будет разбалансирована, и очевидно, что это быстро станет причиной его поломки.

Основными признаками неисправной работы турбины является внезапное падение мощности силовой установки автомобиля, увеличенное потребление масла, изменение звука работы двигателя и турбокомпрессора, синие или черные выхлопные газы.

Любой из этих признаков говорит о том, что настало время проверить наличие ремонтного комплекта для турбины. Необходимо выяснить, исправен ли турбокомпрессор, а также обязательно проверить работу двигателя и других агрегатов машины. Оставлять без внимания эти рекомендации не стоит, так как силовая установка автомобиля с нормальной работой и качественным обслуживанием является залогом стабильной работы турбокомпрессора на долгое время.

Еще раз напомним, что специалисты не рекомендуют ремонтировать турбину своими руками без надлежащего оборудования. Кроме вышеназванных причин, нужно сказать и о том, что при попадании внутрь турбокомпрессора во время сборки хотя бы одной песчинки, он может выйти из строя. С другой стороны, некоторые автолюбители все же ремонтируют турбокомпрессор сами, почему у вас не выйдет?

Если вы решились заняться ремонтом, вам как минимум понадобится ремкомплект для турбины, который обычно состоит из нескольких разных вкладышей, колец, винтов, солидного набора самых разнообразных сальников, шайб, шурупов и запасных вкладышей. Во время работы нужно быть максимально аккуратным и не забывать, что разбирать всегда легче, чем собирать. Желательно отмечать места, где крепятся различные элементы, и их положение по отношению к корпусу или другим деталям.

Перед разборкой турбины в кустарных условиях без опыта в таких делах, нужно еще раз взвесить все за и против.

Ни в коем случае при установке трубок через прокладку нельзя использовать герметики, для этого подойдут только качественные прокладки. Когда турбина установлена, нужно запустить силовой агрегат автомобиля и позволить ему поработать на холостых около 15 минут. В это время необходимо провести осмотр на предмет подтеканий охлаждающий жидкости или масла на различных соединениях. Турбокомпрессор обкатывается приблизительно 1 тысячу километров, в это время нельзя разгонять машину свыше 100 километров в час и резко менять режимы движения.

Произвести ремонт турбины в кустарных условиях или стандартном автосервисе практически невозможно. Квалифицированный ремонт с гарантией смогут сделать только те мастерские, которые предназначены для такой работы. В таких мастерских есть приборы для диагностики всех узлов любого типа турбин на любом этапе ремонта. Также в такой мастерской должно быть оборудование для проведения предварительной и конечной балансировки ротора турбины.

Установка турбонагнетателя на дизель повышает энергоэффективность, крутящий момент, мощность и приемистость мотора. Длительная эксплуатация и несвоевременное техобслуживание приводят к поломке узла. При наличии слесарных навыков и инструмента можно выполнить ремонт турбокомпрессора своими руками. Для этого надо изучить ее устройство и ознакомиться с инструкцией по ремонту.

Агрегат состоит из трех основных секций:

  • горячая (турбинная), работающая с выхлопными газами;
  • компрессорная, подающая сжатый воздух в коллектор;
  • картридж (подшипниковый узел), передающий момент вращения от турбины к крыльчатке компрессора.

В турбинной или компрессорной части имеется регулировочная системы, которая управляет действием перепускного клапана. Крыльчатка компрессора надевается на вал, который является продолжением турбины. Смазка к подшипникам поступает по масляным каналам.

Учитывая не слишком сложное устройство и высокую стоимость узла, ремонт турбины своими руками на дизеле позволяет неплохо сэкономить.

О об этой необходимости ремонта сигнализируют следующие признаки:

  • Повышение расхода масла, которое попадает в цилиндры. Этому может сопутствовать появление синего дыма из выхлопной.
  • Потеря мощности из-за попадания воздуха через уплотнители патрубков.
  • Изменение состава топливно-воздушной смеси. Это выражается в повышенном расходе топлива и появление черного дыма из выхлопной трубы.
  • Повышенный шум турбины из-за износа подшипников картриджа.

Если вы заметили хотя бы один из признаков, настало время проверить работу нагнетателя и выполнить ремонт турбины своими руками на дизеле.

Ремонт турбины дизельного двигателя своими силами требует наличия инструмента, запчастей и продвинуты слесарных навыков. При их отсутствии дешевле обратиться к профессионалам. Сборка в кустарных условиях может привести к попаданию песчинок в агрегат. В результате он окончательно выйдет из строя. Если вы уверены в своих силах, можно приступать к работе.

Перед тем, как отремонтировать турбину, следует подготовить ремкомплект. Понадобятся следующие детали:

Понадобится и следующий набор инструмента:

  • торцевые и рожковые ключи;
  • отвертки;
  • кусачки с раздвижными губками;
  • фигурная правка;
  • съемник;
  • киянка.

Этого достаточно, чтобы восстановить турбину своими руками.

Ремонт турбины дизельного двигателя легковушки или грузовика своими руками начинается с ее демонтажа. Для этого нужно выполнить такие операции:

  • открутить болты или убрать стопоры, фиксирующий корпуса компрессорного и турбинного узла;
  • если узел прикипел, его нужно аккуратно «разбудить» при помощи постукивания киянкой;
  • снять улитку.

Сначала нужно проверить подшипники картриджа: продольный люфт недопустим, поперечный — только очень малый. И

Стопорное кольцо компрессора снимается с использованием кусачек с раздвижными губками. Обратная сторона вала при этом зажимается фигурной правкой.

При разборке не забывайте о левой резьбе на валу.

Компрессорное колесо невозможно снять без специального съемника. Чтобы предотвратить разбалансировку узла, при сборке нужно устанавливать детали в то же положение. Для этого нанесите отметки на колесо и гайке.

Чтобы качественно отремонтировать турбину своими руками, нужно тщательно очистить все детали и проверить их состояние.

Износ втулок — основная причина люфта картриджа. Чтобы заменить их, нужно снять стопорные кольца и открутить болты крепления. Также придется менять вкладыши, которые удерживаются стопором. Перед снятием колец уплотнителя следует очистить нагар с вала картриджа и крыльчатки.

В случае, если заметен износ вала, изношенные вкладыши номинального размера меняются ремонтными. Вал придется обточить под ремонтный размер и отбалансировать. Если выработка имеется только на вкладышах, можно поставить новые номинального размера. На этом ремонт картриджа турбины нагнетателя своими руками окончен.

После завершения ремонта остается собрать агрегат и поставить его на место. Не забудьте проверить плотность посадки стопорных колец при установке их на картридж. Если они не сядут в гнезда, конструкция рассыпется во время работы.

Вкладыши, втулки и маслосъемные кольца вала смазываются маслом перед установкой. Это гарантирует отсутствие задиров при первом пуске.

  1. Сборка деталей производится в порядке, обратном их снятию на предыдущем этапе.
  2. Гайка крепления крыльчатки затягивается с усилием 5 Н-м, если другое не предусмотрено инструкцией изготовителя.
  3. Собранное устройство ставится на двигатель и фиксируется винтами или стопорами.

Перед тем как отремонтировать современную турбину дизеля своими руками, нужно помнить о распространенной ошибке новичков. Между корпусом, втулкой и валом картриджа имеются зазоры, которые заполняются маслом во время работы. Они позволяют компенсировать эффект демпфера.

Неопытные слесари расценивают этот как завышенный люфт и устанавливают втулки нестандартных размеров, которые монтируют «в натяг». В результате вращение ротора затрудняется, а втулка интенсивно изнашивается из-за демпферного эффекта и отсутствия смазки. Нередко это становится причиной деформации вала.

Также нельзя забывать о балансировке, которая выполняется на специальном стенде. Самостоятельно балансировать деталь реально, но это требует навыков и внимания. Ошибки ремонта и сборки приводят к необратимой поломке дорогостоящего узла. Поэтому при любом затруднении лучше обратиться к специалистам.

Многих владельцев автомобилей заинтересует вопрос о том, как произвести ремонт турбокомпрессора своими руками. Он уже давно перешёл из разряда «диковинки» и стал привычным в оборудовании современных автомобилей. Его установкой преследуется две цели, это повышение мощностных показателей двигателя и уменьшение расхода топлива. На эти параметры сегодня особенно обращают внимание при выборе автомобиля в личное пользование.

Ремонт турбокомпрессора своими руками и что для этого нужно, будет полезно знать для тех владельцев машин, которые в силу определённых обстоятельств не могут или не хотят обращаться для обслуживания и ремонта в сервисные центры. Этот узел для большинства водителей является новой деталью, поэтому желательно более основательно с ним познакомиться, что мы и постараемся сделать в этой статье.

Этот узел представляет собой двухконтурную турбинную установку. Приводится он в движение энергией отработанных выхлопных газов. Они попадают в корпус турбины, раскручивают стоящую на их пути крыльчатку. Она в свою очередь связана общим валом с другой крыльчаткой, но она находится уже в другой камере. Задача для второй крыльчатки заключается в нагнетании воздуха во впускной тракт двигателя.

Чем большее число оборотов она набирает, тем выше будет давление в каналах впускного коллектора и рабочей камере мотора. Это способствует значительному увеличению мощности двигателя в отдельных случаях прибавка может составлять более 40%, а также улучшение использования топлива.

Статьи по теме:

  • “Как работает турбина на авто”;
  • “Что лучше турбина или компрессор”.

Этот узел представляет собой сложную инженерную конструкцию, требующую применения высокотехнологичного оборудования и инструментов, а также соответствующих материалов. Огромную роль играет точность изготовления деталей. Несоблюдение технологии может привести к поломкам, а то и к разрушению турбокомпрессора. Крыльчатке сообщают более 200 000 оборотов в минуту, поэтому точность изготовления должна быть превыше всего.

Среди многих возможных признаков, отметим наиболее часто случающиеся отказы на практике:

  • Внезапная потеря мощности двигателем;
  • Появление из выхлопной трубы газов чёрного цвета;
  • Увеличение расхода моторного масла;
  • Изменение звука работающего турбокомпрессора и мотора.

Появление одного или нескольких признаков должно сигнализировать водителю о появившихся проблемах в силовой установке, её нужно обследовать и при необходимости произвести ремонт. Однако в некоторых случаях проблема может заключаться не только в неисправностях турбокомпрессора, но и в других системах. Поэтому для вынесения окончательного вердикта нужна хорошая диагностика всех систем двигателя.

Сразу хочется предупредить всех потенциальных «ремонтников» о сложности этой процедуры. Большинство специалистов и водителей, которые пытались самостоятельно выполнить такую работу, советуют обращаться в специальные центры по ремонту и обслуживанию такой аппаратуры. При неаккуратной сборке узла, попадание мельчайших частиц в этот узел, могут привести к аварийной ситуации.

Однако есть и такие специалисты, которым удалось в условиях домашнего гаража качественно произвести такой ремонт. Если вы, взвесив все за и против, всё же решаетесь на ремонт своими руками, необходимо приготовить минимум самых необходимых запасных частей и инструментов. Это вкладыши разных размеров, сальники, винты, шайбы, гайки, кольца и другие детали.

Приступая к разборке агрегата, нужно быть предельно внимательным, следует запомнить, что зачем снималось. Если сомневаетесь, то лучше записывать порядок разборки. Это пригодится в том случае, когда сборка будет производиться через несколько дней. Порядок работы может быть таким:

  • Производится снятие турбины и освобождение её от всех элементов крепления;
  • Следующим шагом будет осуществляться проверка состояния обеих крыльчаток. При обнаружении малейших неисправностей, их следует заменить новыми деталями. Крыльчатки ремонту не подлежат;
  • Вал, на который насажены крыльчатки, при необходимости шлифуют и меняют подшипники, следует учесть при разборке, что резьба на нём левая;
  • Для снятия крыльчатки нужно иметь кусачки, у которых губки раздвижные;
  • Проверить наличие люфтов в условиях гаража сложно, поэтому остаётся пойти на риск;
  • Для демонтажа рабочего колеса необходим специальный съёмник, без него сделать это практически невозможно.

Наиболее частой поломкой бывает выход из строя подшипников или втулок на валу. Их нужно заменить аналогичными. Перед сборкой, которую проводят в обратной последовательности, некоторые детали нужно смазать моторным маслом. Остаётся только опробовать его в работе.

Ремонтировать такие узлы всё-таки лучше в специализированных центрах. Наш рассказ о том, как делают ремонт турбокомпрессора своими руками, кое-что объясняет, но всё же семь раз всё взвесьте перед тем, как начать такую работу.

Пособие для самостоятельного ремонта турбины.

Мощность и скорость, которые дарит автомобиль с турбированным двигателем, являются для многих водителей принципиальными вопросами.


Достигаются они за счет встроенного турбокомпрессора, который подает большие объемы воздуха в цилиндры двигателя, увеличивая этим его мощность. Однако, омрачает счастье владения таким суперполезным агрегатом его частая поломка. Все детали автомобиля со временем изнашиваются, но ремонт турбины происходит намного реже, чем полная замена испорченного механизма.

Соблюдение элементарных правил эксплуатации, тщательный технический осмотр в положенный срок, использование качественного синтетического масла и его регулярная замена, правильное без перегибов положение маслопровода, наличие турботаймера и приобретение перепускного клапана блоу-оффа — эти нехитрые манипуляции способны увеличить долговечность турбокомпрессора в несколько раз. Возможность посещать СТО при малейшей неисправности по карману не каждому, поэтому есть смысл освоить азы минимального ремонта турбины собственными силами.

Схема турбины достаточно проста, ее основными элементами являются:

  • Общий корпус узла и улитка.
  • Подшипник скольжения.
  • Упорный подшипник.
  • Дистанционная и упорная втулки.

Так основные элементы турбины металлические (алюминиевый корпус, стальной вал), отремонтировать их нельзя – только заменить.

Основные причины неисправности турбины вполне поддаются самостоятельной диагностике и ремонту. Конечно, при отсутствии необходимых навыков лучше перепоручить эти процедуры профессионалам.

Практически все поломки имеют в своей основе 2 нарушения: техосмотр, выполненный некачественно или не в срок.

  • При повышении оборотов из выхлопной трубы выделяется дым синего цвета, который исчезает при нормальных значениях.

Причина: в турбине имеется течь, через которую в камеру сгорания попадает масло.

  • Выделение черного дыма из выхлопной трубы.

Причина: топливная смесь сгорает в интеркуллере или нагнетающей магистрали при неисправности системы управления.

Причина: сливное отверстие маслопровода турбины непроходимо, требуется очищение.

  • Увеличение расхода масла на километраж (может достигать соотношения 1 литр: 1000 км).

Причина: течь в турбине, разъединение стыков патрубков.

  • Разгон автомобиля занимает больше времени.

Причина: снижение объемов воздуха, поставляемых турбокомпрессором вследствие его неисправности.

  • Свист при работе двигателя.

Причина: нарушение неразрывности соединения мотора и турбины, протечка воздуха в образовавшиеся щели.

  • Скрежещущий звук при работающей турбине.

Причина: наиболее вероятна деформация корпуса узла, самостоятельный ремонт неэффективен, возможно потребуется замена турбокомпрессора целиком.

  • Увеличение уровня шума при работающей турбине.

Причина: засор маслопровода, увеличение зазоров ротора, соприкосновение ротора и корпуса турбокомпрессора.

  • Повышение расхода топлива и усиление концентрации выхлопных газов.

Причина: нарушение соединения с турбокомпрессором, недостаточный объем воздуха при подаче.

К ним относятся: патрубок, соединяющий турбину с другим патрубком для создания потока воздуха.

  • Снимаем обе улитки: турбинную (возможно, потребуется приложить усилия) и компрессорную. Снимаем либо с помощью киянки – сбиваем, либо откручиваем прикрепляющие болты. Стараемся не задеть колесо турбины.

Необходимо внимательно осмотреть состояние лопаток. При наличии деформаций поверхностей, даже минимальных размеров, требуется их замена ли ремонт путем шлифовки и обтачивания.

  1. Оцениваем состояние патрубка. На нем могут присутствовать незначительные капли масла, но в идеале патрубок должен быть практически сухим. На многих моделях турбокомпрессора к его отверстию присоединена суфлирующая система. При ее повреждении или расхождении деталей в месте стыка будет значительное количество масла, как и на самом патрубке. В этом случае собственными силами обойтись не удастся, необходимо подключать к ремонту профессионалов.
  2. Проверяем исправность вала – после снятия улиток ищем наличие люфта – захватываем вал рукой и пытаемся сместить в направлении оси. Полу- и одномиллиметровый поперечный люфт вполне допустим. Также сразу осуществляем проверку радиального люфта — задевание лопастей за корпус турбины: переставляем вал в крайнее правое состояние и проворачиваем лопасти. При соприкосновении данных деталей ситуация свидетельствует о необходимости замены турбины вследствие поломки. Необходимо разъединить патрубок от впускного коллектора или интеркуллера и турбины и оценить состояние отверстий. Если в патрубке отмечается значительное количество масло, но в области отверстий его практически нет, делаем вывод о неисправности турбокомпрессора, сопровождающемся повышенным больше максимального значения расходом масла.
  3. Снимаем с помощью пассатижей и специального съемника компрессорные колеса, при этом помним о левой резьбе на компрессорном вале.
  4. Отделяем уплотнительные вкладыши во впадинах ротора и откручиваем 3 болта упорного подшипника.
  5. Отделяем уплотнительные вкладыши от стопорного кольца с торцевой части турбины.
  6. Снимаем подшипники скольжения, также закрепленные на стопорном кольце со стороны компрессора.
  7. Основные комплектующие, такие как картридж, уплотнители, кольца и прочее, при разборе следует почистить и помыть.
  8. Обратите внимание при покупке автомобильного средства : наличие светящейся надписи индикатора Check-engine на панели означает серьезную неисправность турбины. Точную причину поломки сможет в случае определить лишь эксперт.
  • Необходимо иметь в наличии специальный комплект для ремонта, куда входят метиз, кольца, сальники и вкладыши.
  • Проверяем фиксированность номинальных вкладышей. При наличии колебаний обтачиваем, чистим, смазываем моторным маслом и проводим балансировку вала.
  • Стопорные кольца устанавливаем в специальные пазы картриджа внутри турбины.
  • Смазываем вкладыш турбокомпрессора специальным маслом для двигателя и фиксируем его на положенном месте с помощью стопорного кольца.
  • Устанавливаем компрессорный вкладыш.
  • Смазываем и устанавливаем на место втулку.
  • Сверху втулку закрепляем пластиной за счет болтов.
  • Устанавливаем защиту от грязи с помощью стопорных колец.
  • Устанавливаем масло съемное кольцо.
  • Устанавливаем улитки.

Следует крайне внимательно подходить к сборке разобранной турбины. Нередко возникает ситуация, когда разбор прошел вполне благополучно, а вот с монтажом возникают проблемы. Старательно очищенные от загрязнений, вымытые с помощью специально подобранного состава и осмотренные на предмет деформаций (по необходимости производится их замена) детали турбины очень аккуратно, до полного упора, устанавливаются в предназначенные пазы.

Особенность строения турбины – небольшое число элементов обусловливает ее относительную долговечность. Комплектующие ее детали легко поддаются и в большинстве случаев требуют замену, но даже при неисправности абсолютно всех деталей турбина способна выполнять рабочие действия. Однако, не стоит воспринимать этот факт как руководство к действию, так как неверно функционирующая турбина обеспечивает поистине фантастический расход масла.

Указанная последовательность операций является общей для всех видов турбокомпрессоров, в зависимости от модели некоторые действия могут меняться. При серьезной неисправности рекомендуется произвести замену поврежденной турбины.

Для экономии средств имеет смысл освоить самостоятельный ремонт турбины, тем более учитывая, что временные затраты не превышают нескольких часов.

Некоторые автолюбители при выборе машины обращают внимание на наличие установленной турбины, которая значительно увеличивает мощность автомобиля. Немаловажным фактором в пользу выбора турбины является и уникальный звук на повышенных оборотах.

Установка большего количества разнообразных сложных механизмов на автомобиль для улучшения ходовых качеств может принести не только пользу, но и разочарование, большое количество проблем. Ведь все механизмы рано или поздно приходят в непригодность, и наступает момент для проведения ремонтных работ. Некоторые из этих работ можно выполнить самостоятельно, другие придется проводить в автосервисе при помощи квалифицированных автослесарей. Ремонт турбины своими руками выполнить достаточно сложно.

Турбина обеспечивает большой прирост мощности

Для того, чтобы не осуществлять ремонт турбины и продлить срок ее службы, необходимо выполнять следующие действия:

  1. Проводить регулярную замену масла с использованием синтетического варианта исполнения. Регулярная замена масла позволяет исключить износ подвижных элементов, что значительно продлевает срок их службы. Стоит отметить, что данный способ предохранения турбины от поломки не очень дорогостоящий в сравнении со стоимостью проведения ремонтных работ
  2. Исключить возможность возникновения перегибов в трубах, которые поставляют масло. Перегиб трубопровода может не дать маслу пройти к турбине, что сразу приведет к поломке данного элемента автомобиля
  3. Установка и применение турботаймера или перепускного клапана блоу-оффа.
  4. Не допускать перегрева двигателя.

Все выше перечисленные меры предосторожности помогут продлить срок службы турбины.

Своевременное обслуживание турбины — продлевает ее работу

Данную процедуру можно разделить на следующие этапы:

Выше приведенные этапы проведения работ связаны с демонтажем турбины. Для продолжения ремонтных работ необходимо иметь стандартный ремкомлект для ТКР, который, как правило, содержит полный набор необходимых колец, вкладышей и уплотнителей, метизов и шайб, набор сальников. Также стоит отметить тот факт, что провести ремонт турбины сложнее, чем справится с демонтажем системы. Это, в основном, связано с установкой уплотнителей и вкладышей, обеспечение неподвижности и плотного насаживания данных элемент.

Ремонт турбины:

Как отремонтировать турбину самому – достаточно популярный вопрос, который задают автолюбители. Однако получив на его ответ, многие решают обратиться в автосервис или приобрести, установить новую турбину. Если человек обладает упорством, терпением и определенными навыками пользования несложными инструментами, то найдя для данной работы немалое количество времени, можно сделать ремонт турбины самостоятельно. Также при проведении работ нужно соблюдать все правила и рекомендации, что поможет выполнить ее правильно и качественно. От качества проведения ремонтных работ, связанных с турбиной, зависит не только ее работа, но и других составляющих двигателя.

Автор статьи: Артем Кондратьев

Добрый день! Я Артем. Чуть меньше 9 лет работаю слесарем и мне нравиться работать руками. Когда создаешь новые полезные вещи или возвращаешь к жизни сломанные предметы. Разве это не прекрасно? Рекомендую, перед реализацией идей с моего сайта, проконсультироваться со специалистами. Удачного рабочего дня!

✔ Обо мне ✉ Обратная связь Оцените статью: Оценка 1.5 проголосовавших: 47

Замена картриджа турбины своими руками

Замена картриджа турбины своими руками

Под картриджем понимают центральную часть турбокомпрессора. Картридж является основным элементом конструкции турбоподдува и состоит из вала, на концах которого закреплена крыльчатка, а также турбинное и компрессорное колесо. Все узлы помещены в корпус с подшипниками вращения вала. Практически всегда ремонт турбин связан с неисправностями деталей картриджа.

Особенности замены картриджа


Детали картриджа наиболее уязвимы в конструкции турбокомпрессора. Например, крыльчатка компрессорного колеса может получить не восстанавливаемые повреждения вследствие механического воздействия инородных частиц, попавших внутрь через впускной коллектор. В случае износа или поломки деталей картриджа для восстановления системы турбоподдува приходится прибегать к замене турбины или замены картриджа.

Замена картриджа имеет ряд преимуществ:

  • Новый картридж имеет на порядок более низкую стоимость, чем турбина. При этом замена картриджа по эффективности сопоставим с заменой целого агрегата.
  • Работа по замене картриджа отличается быстротой. Это наиболее простой способ оживить выработавшую ресурс турбину.

Замена картриджа своими руками


Довольно часто автовладельцы осуществляют самостоятельную установку новых картриджей. Зная технологию операции и имея основные навыки работы, руками сделать это вполне возможно.

Прежде чем произвести ремонт турбин в Ставрополе с заменой картриджа, его надо купить. Даже с учетом того, что стоит картридж дешевле, чем стоимость турбины, цена на него все равно довольно высокая. Поэтому к покупке надо относиться крайне внимательно. Если в целях экономии средств приобретается изделие из Китая, то покупать надо у официальных компаний.

Правильная замена картриджа предполагает снятие турбины и очистку корпуса от грязи и накипи. Только после этого можно приступать к установке и наладки картриджа.

Факты и заблуждения по вопросу высокоскоростной балансировки

  • Главная
  • >
  • Статьи
  • >
  • Факты и заблуждения по вопросу высокоскоростной балансировки

Одной из самых важных частей турбокомпрессора является компрессорная крыльчатка с валом.

Что бы турбокомпрессор работал тихо и эффективно в течении длительного времени, вращающиеся компоненты должны быть правильно сбалансированы. Проблема в том что многие люди не знают, что такое «правильно сбалансированный» на самом деле означает.

Дисбаланс обычно выражается как произведение массы и радиуса. Если один грамм веса помещается в один миллиметр радиуса, то говорят дисбаланс составляет один грамм-миллиметр.

Современные допуски балансировки турбокомпрессоров, как правило выражаются в миллиграмм – миллиметрах или тысячных долей грамма – миллиметр. Например турбины Garrett T3, T4 имеют допуск баланса около 0.010 грамм-мм.

Нельзя смешивать балансировку и сборку турбокомпрессора. Вращающаяся группа турбины состоит из нескольких частей (вал турбины, компрессорное колесо, гайка, колары). Из этих компонентов только вал турбины и компрессорное колесо сбалансированы. Балансировка этих компонентов имеет решающее значение и должно быть сделано до начала сборки. Осевые прокладки (колары), гайка не сбалансированы при механической затяжке могут вносить осевые изменения. Эти осевые изменения называются «конечный дисбаланс турбины» (КДТ)

КДТ не является основной проблемой для больших турбин. Как правило вал турбины и компрессорное колесо такой турбины сбалансированы более точно чем требует допуск. Таким образом, когда турбина собирается КДТ не является большим что бы вызвать поломку турбокомпрессора.

С ростом популярности маленьких турбин в автомобильной промышленности, КДТ стал вносить больше влияния. Из-за легкой массы и высокой скорости вращения компонентов турбины, просто балансировка отдельных частей недостаточна. Типичные симптомы немного несбалансированной турбины являются утечки масла и звуковые эффекты возникающие на разных оборотах работы турбины.

Для устранения конечного дисбаланса турбины необходимо балансировка картриджа турбины в сборе.

Есть в основном два вида балансировки картриджа: высокоскоростная и низкоскоростная балансировка.

Высокоскоростная балансировка – это машина, которая использует сжатый воздух для разгона турбокомпрессора на относительно высокую скорость (порядка 80000 оборотов в мин), маслонасос и датчик вибрации. Эта машина воспроизводит почти реальные условия работы турбины. После проверка небольшой дисбаланс корректируется путем удаления лишних масс на гайке компрессора или вала.

Низкоскоростная балансировка —  стенд куда монтируется собранный картридж компрессора, там установлены два датчика вибрации. Из за короткого цикла и низкой скорости балансировки смазка подается без давления.

Любой тип балансировки картриджа турбины – устраняет КДП на приемлемый уровень.

Другое распространенное заблуждение, что балансировка на более высоких скоростях приводит к более лучшим результатам. Так как ротор турбины является жестким, то дисбаланс 10 миллиграмм-миллиметр при 1000 оборотах/мин будет такой же и при 100000 оборотах/мин. Силы создаваемые данным дисбалансам будут увеличиваться с оборотами, но абсолютное количество дисбаланса останется неизменным. Очень важно что бы балансировочное оборудование было достаточно чувствительным.

В заключении хочу сказать, что можно делать турбины которые очень хорошо уравновешенны и без балансировки картриджа. Очень важна точность деталей, качество сборки и соответствие их друг другу.

Ключ к максимальной жизни турбокомпрессора – правильный подбор компонентов, точность балансировки, а также тщательная сборка.

Дополнительная балансировка собранного турбокомпрессора не является абсолютно необходимой, но она дает более высокую степень уверенности в работоспособности турбины.

С уважением KDturbo.com

Турбонаддув. — Автомастер

Турбонаддув.

Подробности

В прошлых статьях мы с вами рассмотрели устройство механических нагнетателей воздуха в двигателе, которые дают существенный прирост мощности. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип действия турбонаддува.

Рис 1 – Турбонаддув.

Турбонаддув – это один из видов нагнетания воздуха в цилиндры, использующий при этом энергию отработавших газов.

В настоящее время турбонаддув является одним из самых эффективных систем повышения мощности, используемых как на дизельных, так и на бензиновых двигателях. При использовании турбонаддува удается увеличить мощность двигателя, оставив без изменения его объем цилиндров и частоту вращения коленчатого вала.

Рассмотрим устройство и работу турбонаддува.

Рис 2 – Турбонаддув.

1 — Улитка компрессора. 2 — Гайка. 3 — Колесо компрессора. 4 — Упорный подшипник скольжения. 5 — Промежуточные втулки подшипников скольжения. 6 — Корпус. 7 — Стопорные кольца. 8 — Стяжной хомут. 9 — Улитка турбины. 10 — Уплотнительное кольцо со стороны турбины. 11 — Колесо турбины.

Сразу же после старта двигателя, выхлопные газы устремляются в выпускной коллектор и попадают на вход турбины, воздействуя на ее крыльчатку и приводя ее в движение.

Рис 3 – Турбонаддув схематично.

Крыльчатка турбины и крыльчатка компрессора жестко связаны между собой валом ротора. Поэтому одновреммено с движением крыльчатки турбины начинает вращаться и крыльчатка компрессора. Пока обороты двигателя малы, энергии отработавших газов не достаточно чтобы раскрутить крыльчатку турбины до требуемых оборотов. Поэтому вращение и крыльчатки компрессора на холостых оборотах происходит также в холостую, то есть она не создает никакого давления.

При нажатии на педаль газа, обороты двигателя возрастают, а с ними приток и скорость выхлопных газов, которые в свою очередь, воздействуя на крыльчатку турбины выводят ее на рабочие обороты 110 – 115 об/мин. При достижении требуемых оборотов крыльчатка компрессора начинает создавать давление, одновременно с этим происходит увеличение дозы топлива. В результате мы ощущаем резкий приток мощности двигателя, а вместе с ним и увеличение расхода топлива!

Вал ротора вращается на подшипниках скольжения. При запуске двигателя, масляный насос начинает качать масло, создавая давление в масляной системе. К подшипникам турбонаддува подводится масляный канал. Под воздействием давление в масляной системе, вал ротора начинает вращаться на масляном клине, то есть между ротором и корпусом турбонаддува находится масляная пленка, которая предотвращает физический контакт между валом ротора и корпусом.

В процессе сжатия воздух сильно разогревается, что ведет к уменьшению его плотности, следовательно, и количество воздуха подаваемого в цилиндры снижается. Для избежания этого негативного момента, в системе турбонаддува используют интеркуллер, в котором температура сжатого воздуха уменьшается, а плотность увеличивается. Понижение температуры воздуха происходит за счет жидкостного или воздушного охлаждения интеркуллера.

Рис 4 – Охлаждение системы турбонаддува.

Для регулировки давления наддува на турбонагнетателях используется перепускной клапан с пневматическим или электрическим управлением. Этот клапан регулирует поток отработавших газов, в случае высокого давления он перепускает часть газов на выход, минуя крыльчатку турбины. Работа клапана основана на сигналах датчика давления наддува.

В дополнение к перепускному клапану, для регулировки давления наддува может устанавливаться предохранительный клапан после выхода с турбокомпрессора, который защищает систему от резких скачков давления.

Ветряная турбина своими руками — Как собрать собственный домашний ветрогенератор

Сегодня считается, что энергия ветра является одним из наиболее эффективных и экологически устойчивых способов производства энергии, которая требуется практически для всего, от промышленного производства до нашего собственного потребления человеком, что мы все еще в значительной степени принимаем как должное в течение всего времени. нашей повседневной жизни. Это также один из самых дешевых способов получения электроэнергии. Но массовое развертывание ветряных турбин все еще находится в зачаточном состоянии, и правительства многих стран медленно реагируют на этот жизненно важный фактор экономии за счет масштаба, несмотря на активное стремление к этой чистой, зеленой форме производства энергии.Таким образом, велика вероятность, что ваш район или город еще не питаются от энергии ветра. И не твой дом.

Ветрогенераторы относительно легко и просто изготовить, и они могут сэкономить вам много денег на счетах за электроэнергию, если вы соберете их сами. Именно это и попытается сделать эта статья — помочь вам построить собственный ветрогенератор путем сбора и сборки относительно распространенных и дешевых компонентов.

Вы можете питать свой дом прямо на заднем дворе

На данный момент вы обременены растущей и высокой стоимостью электроэнергии и газа, как неустойчивых источников энергии, так и вредных выбросов углекислого газа в атмосферу Земли.Но знаете ли вы, что наличие собственного ветрогенератора сэкономит вам тысячи долларов, если не больше, в течение всей жизни? Чтобы подчеркнуть это, вот три преимущества собственного самодельного генератора.

  • Затраты – Мы уже упоминали о возможности значительной экономии. Давайте расширим это немного дальше. Большинство городских районов по всему миру еще не подключены к этому устойчивому источнику производства электроэнергии через национальную сеть, и это может произойти еще через несколько лет.Однако ваш ветрогенератор на вашем собственном заднем дворе также не подключен к национальному или местному населению, поэтому вы не платите по счетам.
  • Экологическая устойчивость – Ветряная мельница остается одним из самых экологичных энергетических устройств. Единственным источником его энергии остается ветер, больше ничего.
  • Чистота и эстетика – Небольшой генератор, как и большие турбины, остается чистым источником производства энергии. А поскольку ваш генератор по существу небольшой, его можно незаметно расположить в саду, накрыть, когда он не используется, и он не будет издавать много шума во время работы.

Компоненты ветряных турбин

Зайдите на любой веб-сайт во вселенной, и вы обнаружите, что существует множество способов что-то делать или строить. Но универсальный принцип, если хотите, всегда остается одним и тем же. Здесь мы перечисляем основные компоненты, необходимые для сборки собственного маленького ветряка или генератора для вашего двора и вашего дома.

  • Инструменты
  • Построение тела
  • Важные лезвия
  • Двигатель А
  • Центральная ступица
  • Хвост
  • Башня
  • Диод и батарейки

Что влекут за собой процессы

Все зависит от вас, сколько электроэнергии вы хотите произвести.Но в практических целях для новичков эти процессы помогут вам начать генерировать минимум, но на удивление больше энергии, чем вы могли себе представить. Кроме того, вы сосредоточены на производстве зеленой энергии, поэтому не будет слишком много внимания или интенсивного использования традиционных розеток. Начнем с первого шага.

Семь шагов для выполнения

1. Инструменты – При сборке вашего ветрогенератора вы начнете с таких инструментов, как инструменты для зачистки проводов и паяльники.Для самого генератора вы также будете использовать перерабатываемые предметы, такие как двухлитровые пластиковые бутылки из-под газировки, их крышки, легкие, но тонкие полоски металла, эпоксидную смолу и клей. Вам также понадобятся традиционные инструменты, такие как пила, гаечные ключи и электродрель. Самый важный инструмент — это план строительства.

2. Строительство ветрозащитной зоны – Теперь давайте начнем говорить о процессах строительства, которым мы будем следовать. Ветроулавливающая зона — это, по сути, компонент, который будет собирать ветер.Для этого компонента у пластиковых бутылок нужно отпилить верхушки (ниже горлышка). Как только вы это сделаете, вы можете перейти к следующему шагу.

3. Создание куплетов . В качестве дополнения к созданию области захвата ветра вы можете начать с использования эпоксидной смолы для соединения крышек бутылок, закрепляя их встык, пока не получите четыре соединительных компонента.

4. Сборка «вентилятора» . Он не будет использоваться как вентилятор, но механически он будет работать аналогично. Вы будете вырезать X из металлических полос.Он должен быть не менее фута в длину и не менее одного дюйма в ширину. После того, как вы вырезали свой веер, вы можете прикрепить свои куплеты эпоксидной смолой к новому вееру. Прежде чем перейти к следующему шагу, дайте эпоксидной смоле затвердеть.

5. Подсоединение ветрозащитного экрана к вентилятору – Это очень просто; при условии, что вы спроектировали и построили свои куплеты точно в соответствии со спецификациями (по вашему собственному плану или где-то еще), все, что вам нужно сделать здесь, это вкрутить крышки от бутылок в куплеты.

6. Хитрость генератора — После того, как вы собрали свой вентилятор, вам еще нужно добавить генератор. Здесь диоды и батарея служат своей цели. Опять же, используйте эпоксидную смолу, чтобы закрепить оба компонента (генератор и вентилятор). Края, если они есть, можно закрепить клеем.

7. Ветрогенератору еще нужно где-то стоять — Для этого можно соорудить подставку. Это также зависит от того, какой тип двигателя (генератора) вы спроектировали и построили. В конечном итоге подставка будет небольшой и прямоугольный кусок дерева можно будет обрезать и выстрогать для создания основы.Когда вы соберете подставку, надежно прикрепите генератор и вентилятор к подставке. Здесь упор делается на обеспечение устойчивости аппарата, чтобы он оставался устойчивым в случае сильного ветра, который обычно может опрокинуть этот легкий аппарат. Вы можете использовать утяжеляющие механизмы, чтобы поддерживать скорость генератора.

Знаете ли вы, что здесь можно даже использовать солнечную энергию?

Вместо батарей и диодов для питания генератора вы можете использовать двигатели на солнечной энергии, что добавит еще один приятный штрих к вашей миссии по созданию максимально экологичного дома.Это также будет зависеть от того, сколько энергии вы собираетесь генерировать для своего дома. В ближайшем будущем все еще возможно сделать ваш дом полностью независимым от вашей национальной сети, будь то энергия ветра или солнца, или и то, и другое (в идеале, у вас будет и то, и другое). А пока вы можете рассматривать это упражнение как ценную практику.

Преимущества собственного ветрогенератора

В начале этой статьи мы уже упоминали о трех ключевых преимуществах. Однако то, какую пользу эта маленькая ветряная турбина принесет вам в долгосрочной перспективе, полностью зависит от вас и ваших непосредственных потребностей и целей.Для дома и в завершение этого вводного руководства по созданию небольшого ветряного генератора, вот несколько идей, над которыми вам следует подумать.

  • Портативное использование — На данном этапе ваша маленькая турбина может не иметь мощности для питания всего дома без необходимости полагаться на другие традиционные и неустойчивые источники энергии. На данный момент, как легкое портативное устройство, вы можете варьировать потребление энергии и располагать генератор рядом с тем местом, где он необходим.
  • Газовая колонка с горячей водой – Бытовая газовая колонка остается основным и самым дорогим потребителем электроэнергии в вашем доме.Расставив приоритеты по затратам, можно было подключить генератор к газовой колонке.
  • Подача воды – Ветряные мельницы прошлого использовались для перекачки воды. Нет причин, почему вы не можете сделать это также. Ветряную турбину можно использовать для питания всего вашего сада, особенно органического огорода.
  • Основные области — Воспользуйтесь портативностью устройства, а также используйте его в качестве измерительного устройства, чтобы увидеть, какая часть вашего дома (кроме газовой колонки) потребляет больше всего энергии.

Мы надеемся, что это руководство вдохновило вас на поиск новых инновационных способов энергоснабжения вашего дома без помощи неустойчивой энергосистемы. Это также показало вам, что вы можете многое сделать с переработанными предметами вместо того, чтобы выбрасывать их в мусорное ведро.

Каталожные номера:

Сделай Сам

Изображение предоставлено: Мартин Абегглен, Ларри Смит

Ветряные мельницы на заднем дворе ?: Подробно | СТАНФОРД журнал

В: Почему мы не можем установить ветряные мельницы на заднем дворе и использовать энергию индивидуально для личного пользования? Это ограничение, как хранить его и подавать в мои электрические цепи, или что? Это стоимость или шумовое загрязнение для моих соседей, или просто еще не разработана бытовая система?

Вопрос от Марии Шмидт, 79 лет, Форт-Уэрт, Техас


The U.Министерство энергетики США (DOE) предлагает контрольный список, чтобы убедиться, что малые ветроэнергетические проекты являются правильным выбором для отдельных домовладельцев: достаточно ли ветра? У вас достаточно места? Разрешены ли вышки в вашем районе? И, наконец, сколько энергии вы можете производить?

При просмотре контрольного списка быстро становится очевидным, почему у нас не у всех есть ветряные мельницы на заднем дворе, хотя технология доступна в продаже. (Вы можете купить ветряные мельницы высотой от девяти футов с лопастями шириной шесть футов, хотя большинство из них имеют размеры более 60 футов в высоту с диаметром лопастей 23 фута.) Одной из новых турбин, вызывающих ажиотаж в сообществе ветроэнергетики, является Skystream 3.7, которую хвалят за ее размер (10-футовые лопасти), эффективность при низких скоростях ветра (они могут хорошо работать при среднегодовой скорости ветра выше 12 миль в час) и относительно низкая цена (15 000 долларов).

Ветровые ресурсы

Для успешной эксплуатации домашнего ветра средняя скорость ветра в вашем регионе должна быть не менее девяти миль в час. Министерство энергетики составляет карту ветровых ресурсов в Соединенных Штатах.Как показано на карте, места с наибольшими ветровыми ресурсами обычно находятся на Великих равнинах, вдоль горных вершин и на побережье. Инфографика: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

высота 50 метров в воздухе — это более 160 футов или 16 этажей! И обобщения часто неверны — средняя скорость ветра будет сильно зависеть от конкретных условий на вашем участке. Вы можете использовать устройство, называемое анемометром, для измерения скорости ветра на заднем дворе с течением времени — вы даже можете сделать его самостоятельно из старого пластикового пасхального яйца, как только вы съели вкусности внутри.

Место для роста

Что насчет космоса? По данным компании Southwest Windpower, занимающейся производством ветряных электростанций, идеальное место для ветряной турбины — 20 футов над любым окружающим объектом в радиусе 250 футов. Министерство энергетики также рекомендует, чтобы башня располагалась как минимум на одном акре земли, что исключает большинство горожан.

Кроме того, многие местные законы запрещают строительство башен или высоких сооружений. После многолетних раздумий в городском совете жители города Айлип на Лонг-Айленде, Н.Y., недавно получил рекомендации по установке личных ветряных мельниц: они не должны превышать 45 футов в высоту, располагаться близко к границе участка или быть громче обычного автомобильного движения.

Покажите мне мощность

Решающим фактором, однако, должно быть то, сколько электроэнергии вы действительно можете произвести. Небольшой ветрогенератор, который вы можете поставить на заднем дворе, может иметь мощность около одного киловатта. Среднегодовая скорость ветра девять миль в час будет производить более 200 киловатт-часов электроэнергии в год, а средняя скорость ветра 14 миль в час может производить более 600 киловатт-часов в год.Звучит неплохо, пока вы не поймете, что в среднем домохозяйство в Соединенных Штатах потребляет около 10 000 киловатт-часов в год. Даже в очень порывистом месте вам понадобится около 17 небольших ветряных турбин только для питания одного дома!

Размер имеет значение

Чем больше лопасти и чем больше скорость ветра, тем больше электроэнергии может генерировать ветряная турбина. Один большой ветряк мощностью 5 мегаватт может производить 15 000 000 киловатт-часов в год, что достаточно для питания 150 домов.Мы часто не понимаем, насколько велики эти ветряные электростанции, вероятно, потому, что мы часто видим их издалека — эта пятимегаваттная ветряная мельница будет иметь высоту почти 400 футов, или почти на 100 футов выше, чем Статуя Свободы, плюс ее пьедестал плюс его основание! Когда дело доходит до ветряных мельниц, безусловно, существует эффект масштаба, когда непропорционально больше энергии генерируется за счет увеличения размера и скорости ветра. Иными словами, удвоение скорости ветра приводит к восьмикратному увеличению мощности, доступной для ветрогенератора.

Эта экономия за счет масштаба также влияет на финансовые и энергетические затраты на производство небольших ветряных мельниц. Энергоотдача от небольших турбин невелика, что делает как стоимость энергии, так и стоимость производства турбины высокими. В 2008 году Carbon Trust в Соединенном Королевстве опубликовал исследование, показывающее, что из-за такой низкой выработки энергии небольшие турбины фактически являются чистыми выбросами углерода.

Таким образом, для большинства людей установка небольшого ветряка на заднем дворе будет так же полезна для выработки энергии, как и установка солнечной панели в сарае.Тем не менее, для некоторых отдельных домовладельцев это все же может иметь смысл, особенно в сельской местности. К счастью, есть несколько компаний, специализирующихся на коммерческих ветряных мельницах. Вот несколько примеров компаний и спецификаций, которые различаются для небольших (10 киловатт или меньше) турбин.

Компания Киловатт
Рейтинг
Ротор
Диаметр
(футы)
Пуск
скорость
(миль/ч)
Турбина
Стоимость
Минимум
Высота башни
(футов)
Изобилие
Возобновляемая энергия
2.5 12 6 12 000 долларов США 43
АэроСтар 10 22 8   40
Аэроэкология 1 6 5   9
Бержи 10 22 7 23 000 долларов США 60
Обновленный 5 21 4 15 000 долларов США 39
Юго-запад
Ветроэнергетика
2.4 10 8 15 000 долларов США 33,5
Вентера 10 26 6 12 000 долларов США 35
Ветряная турбина
Industries Corp.
10 23 8 32 000 долларов США 80

Хотя малый ветер, возможно, никогда не станет основным, у ветра есть большой потенциал как у возобновляемого источника чистой энергии местного и общественного масштаба.Фактически, Министерство энергетики призвало к 2030 году увеличить долю энергии ветра в электроснабжении страны до 20 процентов. В то время как энергия ветра значительно увеличивается с каждым годом, в 2007 году ветер производил только 0,8 процента электроэнергии страны. Препятствия на пути к достижению цели Министерства энергетики прямо сейчас связаны не с технологиями, а с инфраструктурой: проблемой передачи чистой энергии от ветряных электростанций с постоянным потоком ветра в дома людей, которые могут быть за сотни миль. (Люди, в конце концов, не часто предпочитают жить в самых ветреных частях самых ветреных регионов страны.)

Для получения дополнительной информации существует множество ресурсов в Интернете. «Слабый ветер» — это поисковый термин для использования. Во-первых, Американская ассоциация ветроэнергетики является самопровозглашенным центром ветроэнергетики.


Рэйчел Адамс кандидат биологических наук.

Лопасти ветряных турбин не должны оказаться на свалках

Это один из четырех блогов в серии, посвященной текущим проблемам и возможностям повторного использования экологически чистых энергетических технологий.См. вводный пост , а также другие записи о солнечных панелях и аккумуляторных батареях . Особая благодарность Джессике Гарсия, сотруднику UCS по политике в области чистой энергии на Среднем Западе летом 2020 года, за поддержку исследований и соавторство в написании этих сообщений.

Ветряные турбины увеличились в размерах и количестве для удовлетворения потребностей в чистой энергии

Современная ветроэнергетика преобразует кинетическую (движение) энергию ветра в механическую энергию.Это происходит за счет вращения больших лопастей из стекловолокна, которые затем вращают генератор для производства электроэнергии. Ветряные турбины, как известно, могут быть расположены на берегу или в море.

По прогнозам, к 2050 году ветровая энергия продолжит расти в США. Последний отчет о рынке ветровых технологий, подготовленный Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли, показал, что цены на энергию ветра находятся на рекордно низком уровне, а в 2019 году 7,3 процента производства электроэнергии коммунальными предприятиями в США пришли от ветра.В этом сообщении блога мы рассмотрим наземные ветряные турбины и возможности переработки, которые существуют, но еще не получили широкого распространения для лопастей турбин.

Источник: Berkeley Lab Electric Markets & Policy (https://emp.lbl.gov/wind-energy-growth)

Конструкции ветряных турбин со временем эволюционировали, увеличиваясь в размерах и повышая эффективность, что в конечном итоге привело к увеличению генерирующей мощности. Принципиальная конструкция коммерческих турбин сегодня представляет собой ветряные турбины с горизонтальной осью, состоящие из ротора с тремя лопастями из стекловолокна, прикрепленными к ступице, которая в свою очередь прикреплена к центральной части (гондоле), установленной на стальной башне.Различные другие механизмы и бетонные фундаменты также включены в конструкцию современной ветряной турбины, которая включает более 8000 деталей на турбину.

Лопасти ветряных турбин в существующем американском парке в среднем имеют длину около 50 метров или около 164 футов (примерно ширина футбольного поля в США). А учитывая недавние тенденции использования более длинных лопастей на больших турбинах и более высоких башнях для увеличения производства электроэнергии, некоторые из самых больших лопастей, производимых сегодня, достигают 60-80 метров в длину.

Источник: Лаборатория Беркли, Обновление данных о технологиях ветроэнергетики: издание 2020 г., стр. 37.Обратите внимание, что диаметр ротора (указанный здесь в метрах) чуть более чем в два раза превышает длину лопастей

.

Фото: Джеймс Жиньяк

С точки зрения долговечности ветряные турбины служат в среднем около 25 лет. Около 85 процентов материалов компонентов турбин, таких как сталь, медная проволока, электроника и зубчатые передачи, могут быть переработаны или использованы повторно. Но лопасти отличаются тем, что они сделаны из стекловолокна (композитный материал), чтобы быть легкими для эффективности, но при этом достаточно прочными, чтобы выдерживать штормы.Смешанный характер материала лезвия затрудняет отделение пластмассы от стекловолокна для переработки в пригодный для обработки материал из стекловолокна, а прочность, необходимая для лезвий, означает, что их также трудно разбить физически.

Куда теперь попадают использованные лопасти ветряных турбин?

Лопасти ветряных турбин требуют утилизации или переработки, когда турбины выводятся из эксплуатации на этапе окончания использования или когда ветряные электростанции модернизируются в процессе, известном как переоснащение.Модернизация включает в себя сохранение той же площадки и часто поддержание или повторное использование основной инфраструктуры для ветряных турбин, но модернизацию турбин большей мощности. Лезвия могут быть заменены более современными и обычно более крупными лезвиями. В любом случае, лопасти из стекловолокна, когда они больше не нужны, представляют собой серьезную проблему с точки зрения конечного использования энергии ветра.

Несмотря на то, что лезвия можно разрезать на несколько частей на месте в процессе вывода из эксплуатации или переоснащения, эти части по-прежнему сложно и дорого транспортировать для переработки или утилизации.И процесс резки чрезвычайно прочных лезвий требует огромного оборудования, такого как канатные пилы, установленные на транспортных средствах, или алмазные канатные пилы, подобные тем, которые используются в карьерах. Поскольку в настоящее время вариантов утилизации лезвий очень мало, подавляющее большинство тех, которые подходят к концу, либо хранятся в разных местах, либо вывозятся на свалки.

Действительно, ранее в этом году агентство Bloomberg Green сообщило о том, что лопасти ветряных турбин выбрасываются на свалки. Несмотря на то, что поток отходов представляет собой лишь небольшую часть твердых бытовых отходов США, это явно не идеальная ситуация.Поскольку ветряные турбины выводятся из эксплуатации или заменяются, возникает необходимость в более творческих решениях по переработке использованных лопастей.

Хорошая новость заключается в том, что некоторые усилия по разработке альтернатив уже предпринимаются. Например, две крупные коммунальные компании в США, PacificCorp и MidAmerican Energy, недавно объявили о планах партнерства с компанией Carbon Rivers из Теннесси для переработки некоторых отработанных лопаток турбин коммунальных предприятий вместо их захоронения на свалке. Технология, используемая Carbon Rivers, поддерживается за счет грантового финансирования Министерства энергетики США и будет использоваться для разрушения и повторного использования стекловолокна из бывших в употреблении лопаток турбины.

Фото: Flickr/Чак Кокер

Новые инновации в переработке стекловолокна

Несмотря на то, что композитная природа лопаток турбины из стекловолокна делает их очень сложными в обращении на этапе конечного использования, интерес к поиску альтернатив может также стимулировать творчество и инновации. Например, партнерство с участием университетов США, Ирландии и Северной Ирландии под названием Re-wind разработало несколько интересных идей проектов гражданского строительства для повторного использования и перепрофилирования лопастей из стекловолокна.К ним относится использование выведенных из эксплуатации лопастей в проектах гражданского строительства как части конструкций линий электропередач или башен, или крыш для аварийного или доступного жилья. В Северной Ирландии Re-wind также рассматривает возможность их пилотного использования на пешеходных мостах вдоль зеленых дорожек.

Далее по иерархии отходов начинают появляться дополнительные варианты переработки. WindEurope, представляющая ветроэнергетику Европейского Союза, сотрудничает с Европейским советом химической промышленности (Cefic) и Европейской ассоциацией производителей композитов (EuCIA) для разработки новых методов повторного использования материалов для лопастей.По оценкам организаций, в течение следующих нескольких лет только в Европе будет выведено из эксплуатации 14 000 лопастей ветряных турбин. В мае 2020 года консорциум подготовил исчерпывающий отчет Accelerating Wind Turbine Blade Circularity, в котором подробно описаны проекты, исследования и технические решения, ориентированные на жизненный цикл ветряных турбин.

Ключевым соображением при переработке композитных материалов является обеспечение того, чтобы процесс переработки имел чистый положительный результат по сравнению с альтернативой утилизации на свалках.Одним из примеров является Германия, где концепция переработки турбинных лопаток в цемент была впервые разработана около десяти лет назад на заводе, построенном в рамках партнерства между Geocycle, бизнес-подразделением корпорации строительных материалов HolcimAG, и компанией Zajons.

Эта форма переработки включает в себя контроль над цепочкой поставок утилизации, включая распиловку лопаток турбины на более мелкие части на месте вывода из эксплуатации, чтобы уменьшить транспортную логистику и затраты. Процесс обещает 100-процентную переработку и сокращение выбросов углекислого газа при совместной переработке цемента за счет замены производства цементного сырья переработанными лезвиями, а также использования биогаза из органических остатков вместо угля в качестве топлива.

Другие технологии, такие как механическая переработка, сольволиз и пиролиз, также разрабатываются, что идеально обеспечит промышленность дополнительными возможностями обращения с лезвиями из стекловолокна, когда они достигнут конца срока службы.

Другой творческий вариант вторичной переработки позволяет производить гранулы или доски, которые можно использовать в столярных работах. В 2019 году Global Fiberglass Solutions начала производство продукта под названием EcoPoly Pellets в США и вскоре будет дополнительно производить панельную версию.Эти продукты сертифицированы как переработанные из выведенных из эксплуатации лопастей ветряных турбин посредством отслеживания радиочастотной идентификации (RFID) от лопасти до конечного продукта. Пеллеты EcoPoly могут быть преобразованы в различные продукты, такие как складские поддоны, напольные покрытия или парковочные столбики. Основываясь на своих прогнозах спроса, Global Fiberglass Solutions предполагает, что сможет обрабатывать от 6000 до 7000 лезвий в год на каждом из двух своих заводов в Техасе и Айове.

Дополнительный подход к проблеме переработки лезвий заключается в том, чтобы сосредоточиться на основной части — из чего сделаны лезвия.Дополнительные исследования и разработки направлены на использование термопластичной смолы вместо стекловолокна или углеродного волокна для лопастей ветряных турбин. Материал может быть проще и дешевле перерабатывать.

В конце концов, цель увеличения количества инноваций для дополнительных применений выведенных из эксплуатации лопаток турбины требует наличия достаточного рыночного спроса, чтобы стимулировать создание предприятий, которые могут перерабатывать лопатки. Наряду с этой проблемой в США отсутствует политика в отношении конечного использования турбинных лопаток, что еще больше усугубляет статус-кво хранения или удаления твердых отходов на свалках.

Достижение 100-процентной возможности вторичной переработки систем ветряных турбин

Как обсуждалось выше, в настоящее время дешевле утилизировать лопасти ветряных турбин на ближайшей свалке, а не часто транспортировать их на дальние расстояния, необходимые для переработки на ограниченном количестве объектов, которые могут эффективно их перерабатывать. Кроме того, отрасль в настоящее время страдает от отсутствия регулятивного давления или рыночных стимулов для полной разработки других вариантов конечного использования.

Два подхода к экономике замкнутого цикла — это более тесная коммуникация в цепочке поставок ветряных турбин и амбициозные цели.Например, Vestas Wind Systems A/S, глобальная компания по проектированию, производству и установке ветряных турбин, объявила о смелом обязательстве производить к 2040 году безотходные ветряные турбины. тесно сотрудничает со своими партнерами по всей цепочке поставок, чтобы в конечном итоге избежать сжигания или захоронения своей продукции. Необходимо больше партнерств, подобных этому, между компаниями ветроэнергетики, чтобы помочь заполнить пробел и сделать ветроэнергетические системы на 100 процентов пригодными для повторного использования.

Кроме того, штаты США должны рассмотреть механизмы политики для стимулирования развития рынка альтернативных решений, таких как повышение ответственности производителей, помимо утилизации лопастей ветряных турбин на свалках. Кроме того, штаты могли бы рассмотреть способы поддержки строительства региональной инфраструктуры по переработке, особенно в штатах с большей долей ветровой энергии, таких как Техас или Айова, для решения проблемы конечного использования лопастей ветряных турбин.

В других блогах этой серии вы найдете введение в технологии переработки экологически чистой энергии, а также дополнительную информацию о переработке солнечных панелей и аккумуляторов энергии.

Что делать Техасу со старыми лопастями ветряных турбин?

СВИТУОТЕР, Техас. Этот город на западе Техаса встречает своих посетителей огромной лопастью ветряной турбины со словами «Добро пожаловать в Суитуотер. Столица ветроэнергетики Северной Америки».


Что нужно знать
  • Техас производит больше энергии ветра, чем любой другой штат США.

  • В то время как ветровая энергия является экологически чистой, выведенные из эксплуатации лопасти ветряных турбин трудно утилизировать, тысячи их скопились на свалках

  • Создается новая технология для переработки лезвий, включая сотни лезвий, хранящихся на полях в Суитуотере, штат Техас
  • .

Лезвие стоит как символ важности ветряной энергетики для этого города на краю равнин Техаса.Техас производит больше ветровой энергии, чем любой другой штат в стране, большая часть которой находится у межштатной автомагистрали 20. Если бы Техас был страной, он занимал бы пятое место среди мировых производителей ветровой энергии.

Ветроэнергетическая отрасль Суитуотера зародилась в конце 1990-х годов и подпитывала местную экономику рабочими местами, связанными с турбинами, и бумом землевладельцев. Сегодня призыв президента Джо Байдена инвестировать в экологически чистые энергетические ресурсы Америки, включая ветер, вселяет надежду на появление новых возможностей.

Но несмотря на все преимущества, которые ветряные турбины принесли Суитуотеру, остается критический вопрос: что делать с изношенными лопастями ветряных турбин после их замены?

Sweetwater гордится своим производством энергии, о чем свидетельствует приветственный знак вдоль межштатной автомагистрали 20.(Новости спектра/Эшли МакЭлрой)

Лопасти ветряных турбин служат в среднем от 25 до 30 лет. Когда их заменяют, старые лопасти становятся сложной задачей: от их транспортировки за пределы поля до поиска места для хранения лопастей, которые могут быть длиннее крыла Boeing 747.

Поиск экологически безопасного и экономичного способа утилизации лезвий станет все более серьезной проблемой. По данным Global Fiberglass Solutions, только в США в настоящее время эксплуатируется около 54 000 турбин со 164 000 лопастей.В течение следующих двух лет примерно 35 000 таких лезвий будут выведены из эксплуатации, и их нужно будет куда-то девать.

В прошлом году G.E. Renewable Energy, подразделение General Electric, объявило, что начнет переработку лезвий, измельчив их в сырье для использования в производстве цемента. В Нидерландах один город превратил старые лезвия в игровую площадку. Корк, Ирландия, экспериментирует с использованием старых лезвий для строительства мостов.

Тем не менее, тысячи старых лезвий были разрезаны на куски и выброшены на свалки, где армированный волокном пластик никогда не сломается.Муниципальная свалка за пределами Каспера, штат Вайоминг, другого центра ветроэнергетики в США, стала местом захоронения более 1120 лопастей, и город рассчитывает получить еще 250 в следующем году.

В настоящее время в США очень мало правил, касающихся утилизации лопастей ветряных турбин. Проблема усугубляется тем, что за последние 30 лет лопасти стали длиннее, поскольку ветряные технологии продвинулись вперед, создавая более длинные лопасти и более короткие башни турбин для лучшего производства энергии.

В Суитуотере за последние годы появилось два «кладбища» списанных турбинных лопаток. Здесь сотни лезвий размером с футбольное поле разрезаны на три части и выложены на пастбищах. Распиленные края лезвий, уложенные друг на друга и разбросанные по полю площадью 10 акров, можно увидеть недалеко от шоссе 70, к югу от Суитуотера. Еще одно кладбище клинков простирается через промышленное поле напротив единственного в городе кладбища у межштатной автомагистрали 20.  

Тысячи клинков свалены на кладбище, раскинувшемся через промышленное поле.(Новости спектра/Эшли МакЭлрой)

Жители Суитуотера привыкли к этому зрелищу так же, как к сотням массивных ветряных турбин, которые днем ​​и ночью работают на обширных ветряных электростанциях к югу от тихого центра города.

Global Fiberglass Solutions, компания из Вашингтона, владеет двумя кладбищами лезвий в Суитуотере. Компания, которая не ответила на запросы об интервью, заявила, что переработает лезвия в гранулы и панели из стекловолокна строительного качества.

Энергия ветра создает значительно меньше загрязнений, чем энергия, вырабатываемая с помощью ископаемых видов топлива, таких как уголь и природный газ, еще одной важной отрасли экономики Техаса. Хотя производство энергии ветра принесло Техасу финансовую выгоду, и многие видят потенциал в дальнейшем развитии отрасли, это не помешало ему раздражать сторонников огромной нефтегазовой промышленности штата.

В феврале, когда на Техас обрушился сильнейший за десятилетие зимний шторм, а энергосистема штата вышла из строя, губернаторГрег Эбботт быстро ложно обвинил ветроэнергетику в том, что она является ключевой причиной веерных отключений электроэнергии по всему штату. По данным энергосистемы штата, ветровая энергия составляет около 20% от общего объема производства электроэнергии, в то время как на уголь и природный газ приходится почти 70%, а на ядерную энергию — около 10%.

Выяснение способа утилизации или перепрофилирования выведенных из эксплуатации ветряных лопастей будет важно для Техаса, если штат продолжит развивать свою значительную долю в отрасли.

«Я шучу с мужем, что у нас одно кладбище для родственников, но два кладбища для клинков», — сказала Эбигейл Маклафлин, работающая в местной гостинице. За стойкой регистрации отеля на обоях изображен местный пейзаж с ветряными турбинами вдоль возвышенного плато.

Лопасть ветряка в транспорте. (Новости спектра/Эшли МакЭлрой)

Ветряная турбина с горизонтальной осью – обзор

2.05.4.1 Ветряные турбины с горизонтальной осью

Ветряные турбины с горизонтальной осью вращения расположены горизонтально по отношению к земле и почти параллельны ветровому потоку.Большинство современных коммерческих ветряных турбин относятся к категории HAWT ( Рисунок 18 ).

Рис. 18. Оффшорная ветряная электростанция с тремя лопастными ветряными турбинами с горизонтальной осью.

Получено 1 ноября 2011 г. с http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_turbine, © Hans Hillewaert, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

Показаны конструктивные особенности типичного HAWT. в Рисунок 19 . HAWT работают преимущественно по принципу подъема. Когда поток ветра взаимодействует с лопастями несущего винта, создается подъемная сила, как объяснялось в предыдущем разделе, заставляющая ротор вращаться.Скорость вращения зависит от конструктивных особенностей и размера ротора. Для типичной турбины мощностью МВт она может составлять всего 16 об/мин [5]. Тихоходный главный вал передает это вращение быстроходному валу через редуктор (существуют и безредукторные турбины, не имеющие редуктора в трансмиссии). Скорость увеличивается за счет зубчатых передач, чтобы соответствовать требованиям более высокой скорости генератора. Затем генератор преобразует механическую энергию в электрическую.Между ними находится ряд систем управления для выравнивания рыскания, регулирования мощности и безопасности. Подробное описание этих систем и принципов их работы включено в последующие главы.

Рис. 19. Вид в разрезе ГАВТ.

Количество лопастей ротора в HAWT варьируется в зависимости от применения, для которого они используются, и режимов ветра, при которых они должны работать. В зависимости от количества лопастей роторы HAWT можно разделить на однолопастные, двухлопастные, трехлопастные и многолопастные.Некоторые из этих классификаций показаны на Рисунок 20 .

Рис. 20. Однолопастная (а), двухлопастная (б) и многолопастная (в) турбины.

Получено 1 ноября 2011 г. с http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_turbines_design. Источник: (а) Витерна, (б) НАСА и (в) Томас Конлон, Iron Man Windmill Co. Ltd., http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

Основным преимуществом однолопастного ротора является экономия материалов для лопастей, что делает их сравнительно более дешевыми. Следует отметить, что на ротор приходится 20–30 % стоимости современного ветродвигателя.Кроме того, поскольку площадь лопасти, подвергающаяся воздействию потока, будет минимальной для однолопастных конструкций, потери на сопротивление поверхности лопасти также будут ниже. Однолопастные конструкции не очень популярны из-за проблем с балансировкой и визуальной приемлемостью. Двухлопастные винты также имеют эти недостатки, но в меньшей степени. Большинство современных ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии, имеют роторы с тремя лопастями. Схема нагрузки для этих роторов относительно однородна, и они визуально более приемлемы.

Также доступны ветряные турбины с большим количеством лопастей ротора (скажем, 6, 8, 12, 18 или даже больше), которые обычно используются для определенных целей, таких как перекачка воды. Например, ветряная система перекачки воды с поршневыми насосами требует высокого пускового момента для преодоления начальной нагрузки, создаваемой водяным столбом на поршне. Для таких систем требуемый пусковой момент в 3–4 раза превышает требуемый рабочий крутящий момент [13]. Поскольку начальный крутящий момент увеличивается с плотностью (соотношение между фактической площадью лопастей и рабочей площадью ротора), для таких применений предпочтительны роторы с большим количеством лопастей (высокая плотность).Однако роторы с высокой прочностью работают при низких скоростях вращения и, следовательно, не рекомендуются для ветряных электрогенераторов. Точно так же их эффективность также будет ниже, поскольку аэродинамические потери увеличиваются с увеличением плотности.

Кроме того, HAWT может иметь несущие винты как против ветра, так и против ветра. Ротор напорной турбины закреплен перед агрегатом, прямо напротив набегающего потока ветра ( Рисунок 21 ). Напротив, у турбин с подветренной стороны роторы расположены сзади, поэтому гондола сначала обращена к ветру.Основным преимуществом роторов против ветра является то, что они не страдают от эффекта тени башни. Однако роторы против ветра должны быть размещены на некотором расстоянии от башни, и необходим механизм рыскания, чтобы ротор всегда был обращен к ветру. С другой стороны, машины с подветренной стороны более гибкие и могут не требовать механизма рыскания. Это делает эти конструкции относительно дешевле. Но поскольку несущие винты расположены с подветренной стороны башни (см. рис. 21 ), нагрузка на лопасти может быть неравномерной, когда они проходят через тень башни.

Рис. 21. Турбины против и против ветра.

Существует несколько аэродинамических теорий, выдвинутых для определения характеристик HAWT. Некоторыми из основных теорий являются теория осевого импульса, теория элемента лопасти и теория импульса элемента лопасти (BEM). Наиболее широко применяемый аэродинамический анализ для HAWT основан на теории BEM. Подробное обсуждение этих теорий представлено в соответствующей главе этого тома.

HAWT имеют следующие явные преимущества:

Это наиболее стабильная и коммерчески приемлемая конструкция.Сегодня большинство крупных коммерческих ветряных турбин, интегрированных в сеть, работают на трехлопастных конструкциях с горизонтальной осью.

Они имеют относительно более низкую скорость включения ветра и более высокий коэффициент мощности, что обеспечивает более высокую эффективность системы и выход энергии.

Существуют возможности использования более высоких мачт для лучшего использования ветрового потенциала на больших высотах. Это было бы явным преимуществом на участках с сильным сдвигом ветра, где скорость на более высоких уровнях может быть значительно выше.

Угол атаки лучше контролируется за счет изменения угла наклона лопастей. Это приводит к лучшей производительности системы при изменчивых режимах ветра.

Можно легко закрутить ротор, повернув его против направления ветра.

Однако ГАВТ также имеют некоторые присущие недостатки:

ГАВТ требуют приводов рыскания (или хвостового механизма в случае небольших турбин) для ориентации турбины по ветру.

Тяжелые блоки генератора и редуктора должны быть размещены над высокой башней, что требует более прочной несущей конструкции. Это делает HAWT более сложными и дорогими.

Более высокие башни усложняют и удорожают установку и обслуживание.

Опять же, более высокая высота мачты может сделать HAWT видимой даже с больших расстояний, что может усугубить проблемы, связанные с визуальным воздействием ветряных электростанций.

Проект ветряной турбины для ветровой турбины

Проект ветряной турбины для ветроэнергетики

Сердцем любой системы производства возобновляемой энергии ветра является ветряная турбина . Конструкция ветряной турбины обычно состоит из ротора, генератора постоянного тока (DC) или генератора переменного тока (AC), который установлен на башне высоко над землей.

Итак, как ветряные турбины предназначены для производства электроэнергии. Проще говоря, ветряная турбина — это противоположность домашнему или настольному вентилятору.Вентилятор использует электричество из сети для вращения и циркуляции воздуха, создавая ветер.

С другой стороны, конструкции ветряных турбин используют силу ветра для выработки электроэнергии. Движение ветра вращает лопасти турбины, которые улавливают кинетическую энергию ветра и преобразуют эту энергию во вращательное движение через вал для привода электрического генератора и выработки электроэнергии, как показано на рисунке.

Типовая конструкция генератора ветровой турбины

На изображении выше показаны основные компоненты, составляющие типичную конструкцию ветряной турбины .Ветряная турбина извлекает кинетическую энергию из ветра, замедляя его и передавая эту энергию вращающемуся валу, поэтому важно иметь хорошую конструкцию. Доступная мощность ветра, доступная для сбора урожая, зависит как от скорости ветра, так и от площади, охватываемой вращающимися лопастями турбины.

Таким образом, чем выше скорость ветра или больше лопасти ротора, тем больше энергии можно извлечь из ветра. Таким образом, мы можем сказать, что производство энергии ветровой турбиной зависит от взаимодействия между лопастями ротора и ветром, и именно это взаимодействие важно для конструкции ветряной турбины .

Чтобы помочь улучшить это взаимодействие и, следовательно, повысить эффективность, доступны два типа конструкции ветряной турбины. Общая горизонтальная ось и конструкция ветряной турбины с вертикальной осью. Конструкция ветряной турбины с горизонтальной осью улавливает больше ветра, поэтому выходная мощность выше, чем у конструкции ветряной турбины с вертикальной осью. Недостатком конструкции с горизонтальной осью является то, что башня, необходимая для поддержки ветряной турбины, намного выше, а конструкция лопастей ротора должна быть намного лучше.

Типовая конструкция ветряной турбины

Турбина с вертикальной осью или VAWT проще в проектировании и обслуживании, но обеспечивает более низкую производительность, чем типы с горизонтальной осью, из-за высокого сопротивления простой конструкции лопасти ротора. Большинство ветряных турбин, вырабатывающих электроэнергию сегодня, как в коммерческих, так и в домашних условиях, представляют собой машины с горизонтальной осью, поэтому именно эти типы конструкции ветряной турбины мы рассмотрим в этом учебном пособии по ветряным турбинам.

Ротор — это основная часть конструкции современной ветровой турбины, которая собирает энергию ветра и преобразует ее в механическую энергию в форме вращения.Ротор состоит из двух или более лопастей из ламинированного дерева, стекловолокна или металла и защитной втулки, которая вращается (отсюда и название) вокруг центральной оси.

Подобно крылу самолета, лопасти ветряных турбин благодаря своей изогнутой форме создают подъемную силу. Лопасти несущего винта извлекают часть кинетической энергии из движущихся воздушных масс по принципу подъемной силы со скоростью, определяемой скоростью ветра и формой лопастей. Конечным результатом является подъемная сила, перпендикулярная направлению потока воздуха.Затем хитрость заключается в том, чтобы спроектировать лопасть несущего винта так, чтобы она создавала необходимую подъемную силу и тягу лопасти несущего винта, обеспечивая оптимальное замедление воздуха и не более того.

К сожалению, лопасти ротора турбины не улавливают на 100% всю мощность ветра, так как это означало бы, что воздух за лопастями турбины будет полностью неподвижным и, следовательно, не позволит большему потоку ветра проходить через лопасти. Теоретический максимальный КПД, который лопасти ротора турбины могут извлекать из энергии ветра, составляет от 30 до 45% и зависит от следующих переменных лопастей: Конструкция лопасти , Номер лопасти , Длина лопасти , Лопасть Шаг/угол , Форма отвала и Материалы и вес отвала и другие.

Конструкция лопастей – Конструкции лопастей ротора работают либо по принципу подъемной силы, либо по принципу сопротивления для извлечения энергии из движущихся воздушных масс. В конструкции подъемных лопастей используется тот же принцип, который позволяет самолетам, воздушным змеям и птицам летать, создавая подъемную силу, перпендикулярную направлению движения. Лопасть несущего винта представляет собой аэродинамическое крыло или крыло, по форме похожее на крыло самолета. Когда лопасть рассекает воздух, между верхней и нижней поверхностями лопасти создается перепад скорости ветра и давления.

Давление на нижнюю поверхность больше и, таким образом, «поднимает» лезвие вверх, поэтому мы хотим сделать эту силу как можно большей. Когда лопасти прикреплены к центральной оси вращения, как ротор ветряной турбины, эта подъемная сила преобразуется во вращательное движение.

Этой подъемной силе противодействует сила сопротивления, параллельная направлению движения и вызывающая турбулентность вокруг задней кромки лопасти, когда она рассекает воздух. Эта турбулентность тормозит лопасть, поэтому мы хотим сделать эту силу сопротивления как можно меньше.Сочетание подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер.

Конструкции сопротивления больше используются для вертикальных конструкций ветряных турбин, которые имеют большие чашеобразные или изогнутые лопасти. Ветер буквально расталкивает лопасти, прикрепленные к центральному валу. Преимущества лопастей несущего винта с тормозной конструкцией заключаются в более низких скоростях вращения и высоком крутящем моменте, что делает их полезными для перекачки воды и питания сельскохозяйственной техники. Ветряные турбины с подъемным двигателем имеют гораздо более высокую скорость вращения, чем тяговые, и поэтому хорошо подходят для выработки электроэнергии.

Количество лопастей — количество лопастей ротора в конструкции ветряной турбины обычно определяется аэродинамической эффективностью и стоимостью. Идеальная конструкция ветряной турбины должна иметь много тонких лопастей ротора, но большинство генераторов ветряных турбин с горизонтальной осью имеют только одну, две или три лопасти ротора. Увеличение количества лопастей ротора выше трех дает лишь небольшое увеличение эффективности ротора, но увеличивает его стоимость, поэтому обычно не требуется более трех лопастей, но для домашнего использования доступны небольшие многолопастные турбогенераторы с высокой скоростью вращения.Как правило, чем меньше количество лопастей, тем меньше материала требуется при изготовлении, что снижает их общую стоимость и сложность.

Однолопастные роторы имеют противовес на противоположной стороне ротора, но страдают от высокого напряжения материала и вибрации из-за их неплавного вращательного движения одинарной лопасти, которая должна двигаться быстрее, чтобы улавливать такое же количество энергии ветра.

Также с однолопастными или даже двухлопастными роторами большая часть доступного движения воздуха и, следовательно, ветровой энергии проходит через непроходимое поперечное сечение турбины, не взаимодействуя с ротором, что снижает их эффективность.

Многолопастные роторы, с другой стороны, имеют более плавное вращение и более низкий уровень шума. Более низкие скорости вращения и крутящий момент возможны с многолопастными конструкциями, что снижает нагрузку на трансмиссию, что приводит к снижению затрат на редуктор и генератор. Однако конструкции ветряных турбин с большим количеством лопастей или очень широкими лопастями будут подвергаться воздействию очень больших сил при очень сильном ветре, поэтому в большинстве конструкций ветряных турбин используются три лопасти ротора.

Нечетное или четное количество лопастей ротора — конструкция ветряной турбины с «ЧЕТНЫМ» количеством лопастей ротора, 2, 4 или 6 и т. д., может страдать от проблем со стабильностью при вращении.Это связано с тем, что каждая лопасть ротора имеет точно противоположную лопасть, которая расположена на 180 o в противоположном направлении. Когда ротор вращается, в тот самый момент, когда самая верхняя лопасть направлена ​​вертикально вверх (положение на 12 часов), самая нижняя лопасть направлена ​​прямо вниз перед опорной башней турбины. В результате самая верхняя лопасть изгибается назад, потому что она получает максимальную силу от ветра, называемую «распорной нагрузкой», а нижняя лопасть проходит в свободную от ветра зону непосредственно перед опорной башней.

Этот неравномерный изгиб лопастей ротора турбины (самая верхняя изогнута на ветру, а самая нижняя прямая) при каждом вертикальном выравнивании создает нежелательные силы на лопасти ротора и вал ротора, поскольку две лопасти изгибаются вперед и назад при вращении. Для небольшой турбины с жесткими алюминиевыми или стальными лопастями это может не быть проблемой, в отличие от более длинных лопастей из пластика, армированного стекловолокном.

Конструкция ветряной турбины с нечетным числом лопастей ротора (не менее трех лопастей) вращается более плавно, поскольку гироскопические и изгибающие силы более равномерно распределяются между лопастями, что повышает устойчивость турбины.

Наиболее распространенная конструкция ветряной турбины с нечетными лопастями – это трехлопастная турбина. Энергетическая эффективность трехлопастного ротора немного выше, чем у двухлопастного ротора аналогичного размера, а благодаря дополнительной лопасти они могут вращаться медленнее, что снижает износ и шум.

Кроме того, чтобы избежать турбулентности и взаимодействия между соседними лопастями, расстояние между каждой лопастью многолопастной конструкции и скорость ее вращения должны быть достаточно большими, чтобы одна лопасть не встречала возмущенный, более слабый воздушный поток, вызванный предыдущей лезвие проходит ту же точку непосредственно перед ним.Из-за этого ограничения большинство ветряных турбин нечетного типа имеют максимум три лопасти на роторе и обычно вращаются с более низкой скоростью.

Как правило, трехлопастные роторы турбин лучше вписываются в ландшафт, более эстетичны и более аэродинамически эффективны, чем конструкции с двумя лопастями, что способствует тому, что трехлопастные ветряные турбины доминируют на рынке ветроэнергетики. Хотя отдельные производители выпускают двух- и шестилопастные турбины (для парусных лодок).

Другие преимущества роторов с нечетными (тремя) лопастями включают более плавную работу, меньший уровень шума и меньшее количество столкновений с птицами, что компенсирует недостаток более высоких материальных затрат. Количество лопастей существенно не влияет на уровень шума.

Длина лопасти ротора. Три фактора определяют, сколько кинетической энергии может быть извлечено из ветра ветряной турбиной: «плотность воздуха», «скорость ветра» и «площадь ротора». Плотность воздуха зависит от того, насколько вы находитесь над уровнем моря, а скорость ветра зависит от погоды.Однако мы можем контролировать площадь вращения, охватываемую лопастями ротора, увеличивая их длину, поскольку размер ротора определяет количество кинетической энергии, которую ветряная турбина может получить от ветра.

Лопасти ротора вращаются вокруг центрального подшипника, образуя идеальный круг 360 o , когда он вращается, и, как мы знаем из школы, площадь круга определяется как: π.r 2 . Таким образом, по мере увеличения охватываемой площади ротора площадь, которую он покрывает, также увеличивается пропорционально квадрату радиуса.Так, удвоение длины лопастей турбины приводит к увеличению ее площади в четыре раза, что позволяет получать в четыре раза больше энергии ветра. Однако это значительно увеличивает размер, вес и, в конечном счете, стоимость конструкции ветряной турбины.

Одним из важных аспектов длины лопасти является вращательная конечная скорость ротора, определяемая угловой скоростью. Чем больше длина лопасти турбины, тем быстрее вращение наконечника при данной скорости ветра. Точно так же для данной длины лопасти ротора чем выше скорость ветра, тем быстрее вращение.

Тогда почему бы нам не разработать конструкцию ветряной турбины с очень длинными лопастями ротора, работающую в ветреную среду и производящую много бесплатной электроэнергии из ветра. Ответ заключается в том, что возникает точка, в которой длина лопастей ротора и скорость ветра фактически снижают выходную эффективность турбины. Вот почему многие более крупные конструкции ветряных турбин вращаются с гораздо меньшей скоростью.

Эффективность зависит от того, насколько быстро вращается наконечник ротора при заданной скорости ветра, создавая постоянное отношение скорости ветра к скорости вращения наконечника, называемое «отношением скорости вращения наконечника» ( λ ), которое представляет собой безразмерную единицу, используемую для максимизации эффективности ротора.Другими словами, «отношение скорости кончика лопасти» (TSR) — это отношение скорости конца вращающейся лопасти в об/мин к скорости ветра в километрах в час (км/ч) или милях в час (миль в час). ).

Хорошая конструкция ветряной турбины определяет мощность ротора при любом сочетании ветра и скорости вращения ротора. Чем больше этот коэффициент TSR, тем быстрее вращение ротора ветродвигателя при заданной скорости ветра. Скорость вращения вала, на которой закреплен ротор, также указывается в оборотах в минуту (об/мин) и зависит от скорости вращения наконечника и диаметра лопастей турбины.

Скорость вращения турбины определяется как: об/мин = скорость ветра x передаточное число x 60 / (диаметр x π).

Если ротор турбины вращается слишком медленно, он позволяет беспрепятственно проходить слишком большому количеству ветра и, таким образом, не извлекает столько энергии, сколько мог бы. С другой стороны, если лопасть ротора вращается слишком быстро, она кажется ветру одним большим плоским вращающимся круглым диском, который создает большое сопротивление и потери на острие, замедляющие ротор. Поэтому важно согласовать скорость вращения ротора турбины с конкретной скоростью ветра, чтобы получить оптимальный КПД.

Роторы турбины с меньшим количеством лопастей достигают максимальной эффективности при более высоком соотношении скоростей вращения лопастей, и, как правило, ветряные турбины с тремя лопастями для выработки электроэнергии имеют отношение скоростей вращения между 6 и 8, но они будут работать более плавно, поскольку они имеют три лопасти. С другой стороны, турбины, используемые для перекачивания воды, имеют более низкое передаточное число от 1,5 до 2, поскольку они специально разработаны для создания высокого крутящего момента на низких скоростях.

Шаг/угол лопасти ротора — лопасти ротора ветряной турбины фиксированной конструкции, как правило, не являются прямыми или плоскими, как крылья аэродинамического профиля самолета, а вместо этого имеют небольшой изгиб и сужение по всей длине от кончика до основания, чтобы обеспечить различные скорости вращения вдоль клинок.Этот поворот позволяет лопасти поглощать энергию ветра, когда ветер дует на нее с разных тангенциальных углов, а не только прямо. Прямая или плоская лопасть перестанет создавать подъемную силу и может даже остановиться (заглохнуть), если лопасть обдувается ветром под разными углами, называемыми «углом атаки», особенно если этот угол атаки слишком крутой.

Поэтому, чтобы лопасть ротора имела оптимальный угол атаки, увеличивающий подъемную силу и эффективность, лопасти конструкции ветряной турбины обычно скручены по всей длине лопасти.Кроме того, этот поворот в конструкции ветряной турбины предотвращает слишком быстрое вращение лопастей ротора при высоких скоростях ветра.

Однако для очень крупномасштабных конструкций ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии, такое скручивание лопастей может сделать их конструкцию очень сложной и дорогой, поэтому используется другая форма аэродинамического контроля, чтобы удерживать угол атаки лопастей идеально выровненным. с направлением ветра.

Аэродинамическую мощность, создаваемую ветровой турбиной, можно контролировать, регулируя угол наклона ветряной турбины в зависимости от угла атаки ветра при вращении каждой лопасти вокруг своей продольной оси.Затем лопасти несущего винта с регулируемым шагом могут быть более плоскими и более прямыми, но, как правило, эти большие лопасти имеют аналогичную крутку по своей геометрии, но намного меньше, чтобы оптимизировать тангенциальную нагрузку на лопасть несущего винта.

Каждая лопасть ротора имеет вращательный механизм кручения, пассивный или динамический, встроенный в основание лопасти, обеспечивающий равномерное увеличение шага по всей длине (постоянное кручение). Требуемый шаг составляет всего несколько градусов, так как небольшие изменения угла наклона могут иметь существенное влияние на выходную мощность, поскольку мы знаем из предыдущего урока, что энергия, содержащаяся в ветре, пропорциональна кубу скорости ветра.

Одним из основных преимуществ управления шагом лопастей несущего винта является увеличение окна скорости ветра. Положительный угол наклона создает большой пусковой момент, когда ротор начинает вращаться, уменьшая скорость ветра при включении. Точно так же при высоких скоростях ветра, когда достигается предел максимальной скорости несущих винтов, можно управлять шагом, чтобы не допустить превышения предела скорости вращения несущих винтов за счет снижения их эффективности и угла атаки.

Регулирование мощности ветряной турбины может быть достигнуто за счет управления шагом лопастей ротора для уменьшения или увеличения подъемной силы на лопастях путем управления углом атаки.Меньшие лопасти ротора достигают этого за счет небольшого поворота в своей конструкции.

Крупные коммерческие ветряные турбины используют либо пассивное регулирование шага с помощью центробежных пружин и рычагов (аналогично винтам вертолета), либо активное использование небольших электродвигателей, встроенных в ступицу лопастей, для ее поворота на требуемые несколько градусов. Основными недостатками управления шагом являются надежность и стоимость.

Конструкция лопасти – кинетическая энергия, извлекаемая из ветра, зависит от геометрии лопастей несущего винта, поэтому важно определить аэродинамически оптимальную форму и конструкцию лопасти.

Но наряду с аэродинамическим дизайном лопасти несущего винта не менее важен конструктивный дизайн. Конструктивный дизайн состоит из выбора материала лопастей и прочности, поскольку лопасти изгибаются и изгибаются под действием энергии ветра во время их вращения.

Очевидно, что идеальный конструкционный материал для лопасти несущего винта должен сочетать в себе необходимые конструкционные свойства, такие как высокое отношение прочности к массе, высокую усталостную долговечность, жесткость, частоту собственных колебаний и сопротивление усталости, а также низкую стоимость и способность легко формоваться. в желаемую аэродинамическую форму.

Лопасти ротора небольших турбин, используемых в жилых помещениях, мощностью от 100 Вт и выше, как правило, изготавливаются из цельного резного дерева, древесно-слоистых материалов или композитов с деревянным шпоном, а также из алюминия или стали. Деревянные лопасти ротора прочны, легки, дешевы, гибки и популярны в большинстве самодельных конструкций ветряных турбин, поскольку их легко изготовить. Однако низкая прочность древесных ламинатов по сравнению с другими древесными материалами делает их непригодными для лопастей тонкой конструкции, работающих при высоких скоростях острия.

Алюминиевые лезвия также легкие, прочные и с ними легко работать, но они дороже, легко гнутся и подвержены усталости металла. Точно так же стальные лопасти используют самый дешевый материал и могут быть сформированы в виде изогнутых панелей в соответствии с требуемым профилем аэродинамического профиля. Однако в стальные панели гораздо труднее придать изгиб, а в сочетании с плохими усталостными свойствами, означающими, что они ржавеют, сталь используется редко.

Лопасти ротора, используемые для очень большой горизонтальной оси ветряной турбины конструкции , изготовлены из армированных пластиковых композитов с наиболее распространенными композитами, состоящими из стекловолокна/полиэфирной смолы, стекловолокна/эпоксидной смолы, стекловолокна/полиэфира и углеродного волокна.Композиты из стекловолокна и углеродного волокна имеют значительно более высокое отношение прочности на сжатие к весу по сравнению с другими материалами. Кроме того, стекловолокно легкое, прочное, недорогое, обладает хорошими усталостными характеристиками и может использоваться в различных производственных процессах.

Размер, тип и конструкция ветряной турбины, которая может вам понадобиться, зависят от вашего конкретного применения и требований к мощности. Конструкции малых ветряных турбин имеют размер от 20 Вт до 50 киловатт (кВт), а меньшие или «микро» (от 20 до 500 Вт) турбины используются в жилых районах для различных применений, таких как производство электроэнергии для зарядки аккумуляторов и питания. огни.

Энергия ветра является одним из самых быстрорастущих источников возобновляемой энергии в мире, поскольку это чистый, широко распространенный энергетический ресурс, который имеется в изобилии, имеет нулевую стоимость топлива и технологию производства электроэнергии без выбросов. Большинство современных генераторов ветряных турбин, доступных сегодня, предназначены для установки и использования в жилых помещениях.

В результате они изготавливаются меньше и легче, что позволяет быстро и легко монтировать их непосредственно на крышу, на короткую опору или башню.Установка более нового турбогенератора как части вашей домашней ветроэнергетической системы позволит вам сократить большую часть более высоких затрат на обслуживание и установку более высокой и дорогой турбинной башни, как это было раньше.

В следующем уроке о Энергия ветра мы рассмотрим работу и конструкцию генераторов ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии как части домашней ветряной генераторной системы.

Самодельная ветряная турбина с вертикальной осью, изготовленная из бытовых отходов

Вы хотели попробовать использовать энергию ветра для питания своего дома, но вас оттолкнула чрезмерная цена имеющихся в продаже ветряных турбин? Вот руководство по созданию собственной ветряной турбины с вертикальной осью из обрезков, которые у большинства из нас валяются дома.Если у вас нет нужных материалов, их можно недорого купить в местном хозяйственном магазине. Преимущество ветряной турбины с вертикальной осью заключается в том, что ее не нужно выравнивать по направлению ветра, она использует энергию ветра независимо от того, в каком направлении дует ветер.

Вы думали об отключении сети? Вот несколько советов и рекомендаций по снижению энергопотребления в вашем доме, а также шаги, которые необходимо предпринять, чтобы начать отключаться от сети. Также ознакомьтесь с нашим руководством по правильному выбору инвертора.

Если в вашем районе недостаточно ветра, почему бы не попробовать построить собственную солнечную батарею?

Что нужно для сборки ветряной турбины с вертикальной осью

  • 6 x 30 см x 120 см x 4 мм (12″ x 50″ x 1/6″) Листы фанеры
  • Гибкая труба диаметром 3 x 1 м x 60 мм (40″ x 2 1/3″) – купить здесь
  • Длинные шурупы для дерева 36 x 10 мм (1/2″) – купить здесь
  • Длинная оцинкованная труба 6 x 50 см (24″) – купить здесь
  • 5 тройников из оцинкованной трубы – купить здесь
  • 1 колено из оцинкованной трубы – купить здесь
  • 1 x 30 см (12″) длинная оцинкованная труба – купить здесь
  • 5 оцинкованных ниппелей с резьбой – купить здесь
  • 1 резьбовой стержень M12 (1/2″) – купить здесь
  • 18 гаек M12 (1/2″) – купить здесь
  • Шайбы 30 x 12 мм (1/2″) – купить здесь
  • Контактный клей – купить здесь
  • Расширительная пена – купить здесь
  • Шлифовальная шпатлевка или шпатлевка для дерева – купить здесь
  • Ассортимент наждачной бумаги – от 80 до 240 – купить здесь
  • Автомобильный спрей для грунтовки – купить здесь
  • Краска-спрей
  • , устойчивая к ультрафиолетовому излучению – купить здесь
  • Силиконовый герметик – купить здесь
  • Старый подшипник шасси стиральной машины — или упорный подшипник для вращения на
  • Динамо-машина или электрический генератор/генератор переменного тока — базовое руководство по созданию собственного показано ниже
  • Около 10 м шнура или веревки – купить здесь

Как сделать ветряную турбину с вертикальной осью

Мы разделили руководство по сборке турбины на четыре части: изготовление лопастей турбины, изготовление конструкции, монтаж лопастей и, наконец, добавление генератора.Вы начинаете работать над рамой, ожидая, пока лезвия пропитаются и высохнут на разных этапах.

Формование лопаток турбины

Для начала вам нужно придать форму лопастям турбины. Для этого нужно сделать фанеру работоспособной, замочив ее на ночь в холодной воде. Вы можете разместить их на ступеньке в бассейне, в пруду или в ванне. Убедитесь, что они полностью покрыты и что вода может попасть между отдельными листами.

На следующий день, когда фанера пропитается всю ночь, она должна быть готова к формованию.Чтобы сформировать фанеру, свяжите листы по два вместе вокруг ствола дерева большого диаметра. Ствол дерева должен быть около 60-80 см в диаметре. Убедитесь, что листы плотно прилегают к стволу, и дайте им высохнуть около суток. Выровняйте углы досок так, чтобы все они были на одинаковой высоте и шаге, чтобы все три имели одинаковую форму.

Когда древесина почти высохнет, используйте спиртовой уровень, чтобы провести линию по верху и низу лезвий и срезать углы, чтобы придать им дополнительную форму.Используйте пилу по дереву, чтобы срезать углы.

Теперь вы готовы придать лопастям аэродинамическую форму.

Вставьте отрезки трубы между двумя листами фанеры, прикрутите фанеру к трубе с помощью 6 шурупов на каждом отрезке. Вы также можете добавить немного сильного клея, такого как контактный клей, чтобы улучшить сцепление.

Склейте и закрепите скотчем заднюю кромку фанерных листов.

Обрежьте концы гибкой трубы заподлицо с фанерой, а затем вырежьте несколько торцевых крышек из картона, наклейте их на концы лопастей, чтобы удерживать пену.Оставьте зазор возле задней кромки для добавления пены.

Теперь заполните лезвия пеной, убедившись, что пена идет полностью спереди и сзади. Пена помогает сохранить жесткость лезвий и их форму. Важно убедиться, что каждая лопасть получает одинаковое количество пены, чтобы все они имели одинаковый вес, иначе ваша конечная турбина будет разбалансирована и будет трястись или повреждаться на высокой скорости.

На следующий день снимите шурупы и торцевые заглушки и отшлифуйте поролон до гладкости, чтобы придать лезвиям окончательную форму.

Заполните все зазоры и неровности шпатлевкой по дереву или шпаклевкой.

После того, как шпатлевка затвердеет, отшлифуйте лезвия до гладкой поверхности, начиная с грубой наждачной бумаги (зернистость 80) и заканчивая мелкой наждачной бумагой (зернистостью 240).

Наконец, покройте лезвия слоем автомобильной грунтовки, а затем слоем аэрозольной краски, устойчивой к ультрафиолетовому излучению.

Изготовление опорной конструкции лезвия

Трубная конструкция изготовлена ​​из оцинкованных труб и фитингов.Основой конструкции, на которой вращается турбина, является шасси старой стиральной машины с системой двойных подшипников.

Начните со сборки держателей с 6 лезвиями. На конце каждой длины шести оцинкованных труб по 50 см (20 дюймов) вам необходимо навинтить секцию. Разрежьте резьбовой стержень на 6 частей, а затем используйте наполнитель для корпуса, чтобы плотно посадить резьбовой стержень в центр оцинкованной трубы. Поместите гайку и шайбу в основание резьбового стержня для дополнительной поддержки. Из трубы должно торчать достаточно резьбового стержня, чтобы пройти через самую толстую часть лопастей, а также место для двух шайб и двух гаек, около 70 см (28 дюймов) должно быть достаточно.

Затем соберите оцинкованные трубы и соединители, как показано ниже. Вверху есть три плеча, соединенные резьбовыми ниппелями, а затем три плеча внизу, разделенные коротким отрезком оцинкованной трубы.

Завершите раму, добавив шасси подшипника стиральной машины.

Поставьте раму вертикально и расставьте рычаги попарно так, чтобы три пары находились точно на одинаковом расстоянии друг от друга.

После того, как вы закончите правильное расположение лопастей, закрепите все оцинкованные фитинги с помощью фиксатора резьбы или клея, а затем вы можете покрасить раму, чтобы она соответствовала лопастям турбины.

Монтаж лопаток турбины

Начните с того, что убедитесь, что рама точно выровнена с помощью спиртового уровня, и добавьте или снимите уплотнение по мере необходимости.

Отметьте монтажные отверстия для резьбовых стержней, чтобы они проходили через лезвия на каждом лезвии, а затем просверлите отверстия немного большего размера, чем резьбовые стержни, чтобы оставалось место для регулировки.

Поместите гайку и шайбу на внутреннюю и внешнюю стороны каждого резьбового стержня, поместив лопатку турбины между ними.Используйте спиртовой уровень, чтобы убедиться, что лезвия выровнены, прежде чем закручивать гайки.

После установки на раму все лопасти должны иметь одинаковое расстояние и одинаковую высоту.

Добавьте силиконовый герметик внутрь и снаружи гаек и болтов, чтобы вода не попала в отверстие лопатки турбины и не заржавела.

Теперь вы готовы установить генератор.

Монтаж генератора

Завершающим этапом является установка генератора, который преобразует вращение турбины в электрическую энергию.Генератор просто соединен с основанием турбины, так что при вращении турбины вращается ротор генератора. Вы можете использовать коммерчески купленный генератор или генератор переменного тока для наилучшей эффективности или сделать свой собственный, как описано ниже.

В этом руководстве мы делаем простой генератор, используя старый водяной насос.

Снимите крышку старого водяного насоса и приклейте магниты на его ротор на равном расстоянии друг от друга. Используйте пару катушек от стиральной машины и приклейте их к корпусу так, чтобы они совпадали с магнитами.Магниты должны проходить над катушками при вращении насоса.

Насос-генератор должен быть установлен под турбиной так, чтобы вал турбины был соединен с лопастью насоса.

Для повышения эффективности выхода поместите диоды в конфигурации, показанной ниже, на каждой катушке. Диоды помогают удерживать поток электричества в том же направлении, а не в обратном направлении.

Теперь ваша ветряная турбина с вертикальной осью готова и готова к подключению к контроллеру заряда для питания вашего дома или кемпингового оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*