http://calibraturbo.narod.ru/breathing-turbo.htm
Для начала несколько фотографий, чтобы понять устройство овеянной мифами «турбины».
Это «голая» крыльчатка со снятым корпусом. Слева мы видим крыльчатку компрессора, а справа крыльчатку турбины.
А вот та же турбина, но уже в корпусе (единственный вид, который большинство людей увидят).
Корпус компрессора. Обычно сделан
из алюминия:
Корпус турбины. Обычно сделан
из огнеупорного чугуна.
Фирма "KKK" разработала её таким образом, что корпус турбины интегрирован в выпускной коллектор, что не позволяет использовать корпус большего размера и увеличить мощность турбины (главный ограничивающий фактор этого двигателя).
Ну а теперь ближе к делу…
Обратите внимание на эту ступеньку, её невозможно не заметить. Если воздушный патрубок надевается вокруг неё, поток воздуха, идущий к турбокомпрессору, сталкивается с кольцом толщиной в
несколько миллиметров. Но мы пытаемся снизить ограничения движения воздуха. Нижеприведенная доработка целесообразна только в том случае, если вы используете тюнинговый
(обычно силиконовый), а не заводской впускной патрубок. На родном патрубке внутри есть такая же ступенька, так что при его установке, плоскости ступенек патрубка и впуска турбокомпрессора прилегают друг к другу и ограничения потока как такового уже нет.
Конечно, расточка и полировка ступеньки принесёт пользу, но есть одно "но". Компрессор находится сразу за углом от впускного коллектора, и ничего абразивного туда попасть абсолютно не должно. Поэтому такую доработку можно делать только на разобранной турбине. Полировка внутренней поверхности тоже не помешает.
До:
После:
Вот ещё одна, расточенная чуть больше.
Вся работа сделана со снятой и разобранной турбиной. Никогда даже не подносите дрель к хрупким деталям турбины. Несколько летящих частиц металла достаточно для того, чтобы повредить её.
Этот экземпляр расточен до предела.
Ещё раз повторюсь: любая полировка деталей должна производиться на разобранной турбине. Последствия и риск просто несоразмерны. Даже промывка в ванне с обезжиривателем
не может гарантировать полного удаления частиц металла, поэтому будьте осторожны.
Взгляните внимательно на место крепления выпускного коллектора. В верхних отверстиях видны прорези (они будут находиться внизу при установке).Н
а заводе их прорезали по одной причине: расширение металлов.
Если при демонтаже, вы обнаружили сорванную резьбу, постарайтесь нарезать её на остатке болта. Миллиметр или два будет достаточно, при этом структурная целостность коллектора не должна пострадать. Помните о том, что у турбины нет других точек крепления. Это компромисс между парой немного ослабленных креплений и двумя вообще отсутствующими.
При попытке их открутить они могут оказаться очень неподатливыми. Если их не трогали несколько лет, то
скорее всего они просто прикипели. Некоторые могут выкрутиться с шурупом, который застрял там навсегда, другие могут вообще не шевельнуться.
Иногда могут потребоваться современные инструменты, т.к. места развернуться как всегда мало.
Эту резьбу нужно хорошо почистить и высушить. Болты, которые немного расшатались, но имеют хорошую резьбу, можно оставить.
А вот гайки надо заменить, потому что они сделаны из меди и при затягивании деформируются. При повторном затягивании потребуется уже другое усилие. Если перестараться, они прикипят туда навсегда. Шайбы тоже имеют свои особенности, и если они деформированы, то лучше их заменить.
При затягивании болтов используйте момент меньше, чем 25Nm, нет никакой необходимости их туго завинчивать. Они сами туго зафиксируются (если они в нормальном состоянии), когда вы затянете на них новые гайки. Всё это надо делать довольно осторожно из-за высокой тепловой нагрузки на эти детали. Если они разболтаются после нескольких циклов расширения и сжатия, могут появиться утечки воздуха, которые могут загубить турбину (неправильный баланс давления) или головку блока цилиндров (ГБЦ).
Помните, что выпускной коллектор должен перенаправлять
часть тепла от ГБЦ. Если между ними будет зазор, то выпускной коллектор не сможет правильно справляться с этой функцией, что приведёт к появлению локального перегрева. Это приведёт к непредусмотренному расширению металлов и что-нибудь сломается или деформируется раз и навсегда.
Если гайка выкрутилась вместе с болтом, то проверьте длину выкрученного болта, затем – состояние резьбы. Если всё в порядке, нет никакой необходимости что либо
менять, просто хорошо почистите резьбу и ввинтите их обратно, когда придёт время.
Это крыльчатка от заводской турбины K16. Кажется
очень маленькой и абсолютно не впечатляющей, не правда ли? Может ли такая “штучка” отвечать за двукратное заполнение воздухом 2 литрового двигателя. Видимо, да!
Заводская
K16 – это хороший компромисс между низким порогом подхвата, быстрой раскручиваемостью
и допустимым обратным давлением на высоких оборотах. Именно в такой последовательности.
Этот график показывает возможности как заводской версии турбины KKK, так и доработанной. Очевидно, что стоковая турбина находится в островке максимального коэффициента полезного действия (75%) с потенциалом в 1,5 бар (2,5 это абсолют, поэтому на приборе давления это будет 1,5 бар или 22 psi
), при увеличении потока воздуха на 50% (с 0,12 до 0,19 м3/сек).
Это важно: если поток воздуха не увеличен (стоковый впуск, интеркулер
, патрубки, выхлопная система, ГБЦ), то КПД турбины снижается
начиная с 16 psi, и опускается ниже 70% начиная с 20 psi.
Интересно также отметить, что заводская турбина имеет предел наддува в 30 psi
, так что у неё есть немалый потенциал.
Чтобы уменьшить обратное давление необходимо уменьшить диаметр турбины (но это уменьшит крутящий момента на вал), изменить дизайн крыльчатки (но тогда не будет крутиться так быстро) или установить корпус большего диаметра (опять-таки не будет крутиться так же быстро как раньше.
Выхлопные газы найдут лёгкий выход и не буду “цепляться” за крыльчатку и крутить её).
Поэтому для значительной прибавки мощности, на самом деле, нам нужна и большая крыльчатка и непропорционально больший корпус (большее соотношение объём/радиус).
А так как на LET корпус турбины интегрирован в выхлопной коллектор, сделать этого не получится, поэтому распространены “гибридные” доработки, которые сводятся к изменению дизайна крыльчатки (лопасти меньшего сопротивления) и механической доработке корпуса турбины, чтоб она туда поместилась.
Лопасти меньшего сопротивления действительно снижают обратное давление на высоких оборотах, но раскручиваются позже. Эффективность таких лопастей вызывает сомнения, потому что много выхлопных газов проходит через них, но не раскручивают турбину. Можно только сказать, что хорошие турбины не делают с такими лопастями.
Тем не менее, решающее значение имеет соотношение объёма корпуса и радиуса крыльчатки. И оно бывает разное естественно. Как результат, некоторые гибриды раскручиваются также быстро как стоковая
KKK, но также быстро и выдыхаются. Некоторым надо на 500 об
/мин больше, чтобы создать наддув и продержать его на 100об/мин больше обычного.
На самом деле, нет причин заменять хорошую
рабочую KKK16, восстановленную за 350 долларов, на гибридную, которая будет стоить все 1500!
Для окончательного ответа, конечно, необходимо провести сравнительные тесты качественно восстановленной
KKK16s с разными гибридами.
Многие делают ошибку, пытаясь сравнить старую дымящую KKK с новым гибридом, и конечно они чувствуют большую разницу! То же самое, что заменить старые провода со свечами на
новые.
Старая, изношенная турбина помимо того, что не дует достаточно, будет гнать масло во впускной коллектор. А это серьёзно скажется на динамике, потому что масло снизит октановое число
горючей смеси. Оно также приведёт к углеродным отложениям на клапанах, ещё ухудшая динамику. Оно также изнутри покрывает плёнкой интеркулер
, сводя на нет все его усилия!
В общем, “гибрид” на стандартном наддуве ничем не лучше обычной турбины. Он даже хуже, потому что раскручивается позже и КПД у него меньше. Может быть, он покажет себя немного лучше на большом наддуве, но и это не факт.
Да, эта тема многих волнует и не даёт спать по ночам.
Информация будет добавлена попозже.
Если вы думаете, что он вечен, то подумайте ещё раз. Актуатор должен выносить высокие температуры двигателя (он ближе всех к турбине!) и мало того, постоянно наполняться горячим воздухом наддува (ещё не охлаждённым интеркулером
). Как результат, через
несколько диафрагма может сломаться или потерять герметичность, а пружина – жёсткость.
Датчик давления может показывать хорошее давление, и вы подумаете, что всё нормально. Но правда может оказаться совсем другой. Актуатор может не работать, но зато разболтанный клапан вестгейта будет пропускать воздух напрямую в выхлоп.
Актуатор легко снимается и для его проверки не нужны сложные инструменты.
В соответствии с нашими традициями незамороченных
технологий, его можно проверить с помощью простого ножного насоса. Насос естественно должен иметь нормальный манометр.
Подсоединив шланг к актуатору
, аккуратно рукой давим на педаль и ждём момента, когда привод актуатора начнёт двигаться:
Давление на манометре покажет давление наддува, при котором клапан вестгейта начнёт открываться. Продолжайте давить на педаль, пока привод полностью не выйдет – это давление, при котором клапан вестгейта полностью открыт, т.е. максимальное давление, которое держит ваш актуатор.
Обратите внимание на то, как плавно привод выходит из актуатора по мере роста давления. Если это происходит скачками, то его
возможно требуется заменить. Также обратите внимание, насколько долго актуатор держит давление. Если воздух выходит (а это обычно слышно), то его надо менять.
Таким же образом можно проверить новый
и тюнинговый
актуаторы. Абсолютно ничего сложного.
Ниже показано, каким образом можно избежать преждевременного срабатывания актуатора. Для
это
двумя скобами мы цепляем пружину, которая соединяет актуатор и конец привода клапана вестгейта. Это поможет сохранить турбонаддув на нужном уровне вплоть до момента, когда клапан откроется. Таким образом, мы оптимизируем контроль турбонаддува.
Эти пружины можно купить в любом магазине хозтоваров
.
Главное, не забудьте после установки пружин проверить давление, при котором теперь будет срабатывать актуатор!
Так как же всё это работает?
Нужна ли эта штука, висящая на шланге охлаждения. Её трубки перепутать местами ничего не стоит…
Правильное название –
перепускной клапан контроля давления турбонаддува
. Это единственный способ центрального компьютера напрямую контролировать давление наддува. В некоторых конструкциях, центральный компьютер не мог этого делать (на машинах предыдущих поколений), трубка актуатора была напрямую соединена с выпуском турбокомпрессора. Таким образом, чем больше был наддув, тем сильнее он давил на диафрагму актуатора, заставляя её о
ткрываться. Всё очень просто.
Но недостаток был в том, что если актуатор должен был полностью открыться при 10 psi
, то он начинал открываться при 5 psi
(или даже меньше), т.е. он открывался постепенно в зависимости от роста давления.
Перепускной клапан должен находиться где-то в середине этой цепи. Он может перенаправлять
наддув от актуатора при низком давлении или наоборот пустить всё давление в него. Когда настал момент его активировать. Или резко открыть клапан наддува (и снизить наддув), если центральный компьютер в какой-то ситуации посчитает это нужным
– высокая температура входящего воздуха и т.п.
В такой ситуации, центральный компьютер посылает сигнал через электрический разъём клапана, после чего две трубки соединяются с компрессором и актуатором
. С другой стороны перепускного клапана есть другая трубка, она соединяется с впускным коллектором двигателя. Через неё избыточный воздух наддува переправляется обратно во впуск. Так как он был посчитан расходомером, мы не можем его просто выпустить наружу.
Трубка, которая находится дальше от электрического разъёма – идёт на актуатор, постарайтесь запомнить, потому что перепутать 2 этих трубки очень просто.
В состоянии покоя (например, если он сломан или отключен) перепускной клапан должен пропускать всё давление наддува к актуатору
. Это сделано специально, на всякий случай от греха подальше, чтобы избежать поломки двигателя. Когда же он включен, у него есть возможность перекрыть подачу воздуха на актуатор, до момента, когда это действительно понадобится. Благодаря этому наддув, будет уверенно расти.
Да ну, это туфта
! Мне нужен
навороченный блестящий хромированный буст-контроллер. Намного лучше, разве нет?
Вообще-то, перепускной клапан это и есть часть заводского буст-контроллера
, программа управления которым, находится в центральном компьютере. Так что, это не то чтобы вы установили буст-контроллер
на доисторический двигатель… Поэтому эффект от установки тюнингового буст-контроллера не будет таким уж заметным, как вы ожидали. Он поможет заставить клапан вестгейта открываться чуть позже, чем раньше, прежде чем выпустит воздух в актуатор. Это поможет уменьшить турбо-лаг (провал), но дополнительная нагрузка ляжет на трансмиссию. А производитель как мог старался этого избежать.
Тем не менее, некоторые люди решают установить на эти двигатели буст-контроллер
APEXi
AVCR, возможно один из лучших на рынке. Но потом они понимают, что всё не так просто и придётся повозиться.
Здесь
, полезная информация, как это сделать.
А это дешёвый (около 35 долларов) способ избавиться от утечки наддува через клапан вестгейта и дать ей возможность раскрутиться насколько можно быстрее. Мы просто ставим переключатель в нужное положение, и только давление выше установленного попадёт в актуатор.
То есть, если мы установим регулятор на 1 бар, то актуатор не увидит никакого давления меньше 1 бара. Не забудьте настроить регулятор с помощью датчика давления наддува. Естественно замеры производятся в движении или на стенде.
А вот контроллер установленный прямо перед актуатором
.
Он сделан из
стали
и латуни, так что особо не страдает от повышенных температур.
А вот альтернативный вариант. Ручной буст-контроллер
в обход перепускного клапана соединён с одной стороны турбиной, а с другой – с актуатором
.
Это достаточно авантюристский подход, потому что в данном случае, центральный компьютер абсолютно теряет контроль на
давлением турбонаддува
.
Кроме того, вы потеряете ограничитель давления наддува на 1-ой скорости, что, в принципе, не так уж и страшно до тех пор
пока вы контролируете свою правую ногу. Вы также лишаете центральный компьютер возможности контролировать работу двигателя с точки зрения его собственной безопасности, поэтому на всякий случай проверьте состояние интеркулера, системы зажигания и подачи топлива.
Одно из рекламируемых преимуществ электронного буст-контроллера
, это то, что вы можете задавать давление наддува сидя в салоне. Это может быть полезно в некоторых ситуациях, но опять таки в первую очередь нужно контролировать свою правую ногу.
Колено выпускного коллектора
Сразу за турбиной выхлопные газы попадают в это колено. Этот поворот в 90 градусов – не самое лучшее, что можно придумать для быстрого отвода выхлопных газов. А они ещё достаточно горячи в этом месте, так что любые доработки в этом месте не пропадут даром.
Внизу две фотографии колена сразу после демонтажа:
А вот они очищены, отполированы и даже блестят. Естественно они загрязнятся снова, ведь это выхлопные газы
в конце концов, но чем больше блеска, тем более гладка поверхность, тем лучше скорость выхлопных газов на выходе и меньше шансов появления новых отложений на стенках:
Это хороший момент, чтобы почистить резьбу. Температуры в этом месте очень высоки, поэтому повторно эти 6 болтов не используйте (затягивайте с моментом не более 20Nm). Не заменяйте их на болты из
нержавеющей стали, потому что разные металлы расширяются по-разному при высокой температуре.
То же самое относится к 2 болтам и гайкам, которые с пружинами, соединяющие колено с остальной частью выхлопной системы. Их надо заменить на
новые вместе с круглой прокладкой.
Больше информации об улучшенном колене в главе
Выпускная система
.
На этом моменте стоит заострить внимание, потому что, как правило, это основная причина выхода из строя турбины. Подача масла в подшипник жизненно важна. Если она прервётся на
несколько секунд
- на валу появятся задиры. А если подача масла прекратится на более, чем 10 секунд, то турбине может потребоваться ремонт – вот так всё серьёзно!
Вопреки мнению многих, масло не находится под давлением внутри турбины. Оно только подаётся туда под давлением. Отвод масла происходит под воздействием силы гравитации. Именно поэтому диаметр отводящей трубки больше – тот же поток, но меньше давления. Очень важно, чтобы масло могло спокойно стекать вниз пот трубке в картер двигателя. Если этого не произойдёт, то подшипники будут залиты маслом и его избыток его приведёт к выдавливанию в турбину или компрессор, в зависимости от нагрузки и давления в этот момент.
Препятствием на пути стекающего масла может стать чересчур загнутая или неправильно расположенная трубка. Так же причиной может стать и избыточной давление картерных газов.
Если смотреть снизу, то симптомы будут выглядеть так (нажмите на фото, чтобы увеличить).
Один из способов проверить давление картерных газов на избыточность, это заменить трубку отвода масла на
аналогичную, разрезанную пополам и соединённую тройником. К третьему концу присоединяется сапун (виден на фото снизу слева):
Если давление картерных газов повышено, то масло будет подниматься вверх по сапуну. В этом случае двигатель нужно заглушить и разобраться в чём причина.
Казалось бы, если потуже затянуть крепления маслоотводящей
трубки, проблема с подтёками будет решена. Но на самом деле, что бы вы ни делали, до тех пор, пока существует первопричина – проблема с турбиной или повышенным давлением картерных газов, - от подтёков масла вас ничего не пасёт.
Ниже мы видим попытку энтузиаста установить твин-турбо на
Toyota
V8. Хорошая попытка конечно, но к его стыду, он не знает главного: недостаток места под капотом, заставил его установить турбины под масляным поддоном. Это значит, что отвод масла находится ниже дна поддона, то есть гравитация не сможет заставить масло стекать обратно в масляный поддон.
Он признаёт, что уже заменил 3 турбины (SR25DET, недёшево!), но
тем не менее неудачная конструкция остаётся такой же.
А это доработанный отвод масла для C20LET использующей
более мощную турбину. Для того,
чтобы сохранить вертикальный угол наклона, им пришлось врезать трубку в верхнюю часть масляного поддона. Вместо заводского отверстия, которое находится на несколько сантиметров выше.
Но они не подумали о том, что всплески и колебания масла в поддоне могут повлиять на отвод масла, особенно на высоких оборотах. Это приведёт к тому, что турбина будет дымить (в лучшем случае).
Также обратите внимание на торчащий герметик между масляным поддоном и блоком двигателя. Это довольно опасно, потому что если частицы силикона внутри попадут в масло, а оттуда в масляный насос, они могут забить и без того тонкие масляные протоки.
Обмотка используется, как правило, в гоночных машинах, и она сокращает как турбо-лаг (провал), так и температуру в подкапотном пространстве. Но она и увеличивает тепловую нагрузку вокруг подшипников вала турбины.
Можно с этим поэкспериментировать, но только в том случае, если система охлаждения соответствует повышенным требованиям и используемое масло - Mobil1 меняется не реже, чем каждые 4500 км.
Не должно возникнуть никаких проблем с обмоткой части выхлопной трубы за коленом. Но и пользы от этого мало. Основная часть тепла выделяется выпускным коллектором и турбиной. Более длинный тепловой щиток над выпускным коллектором может помочь в этой ситуации.
Ниже видны примеры продаваемых в США обмоток коллектора и турбины для Toyota
Supra
:
В любом случае, надо помнить о температурах турбины при максимальных нагрузках. Эта турбина с Fiesta
RS. Она настолько раскалена, что через толщу металла можно увидеть крыльчатку!
Полный турбонаддув
! Бррр
….
К16 под нагрузкой
во время испытаний.
Теперь видно, почему нужны специальные болты для крепления колена.
А теперь спросите себя:
действительно ли я хочу, чтобы эта штука нагрелась ещё сильнее?
Продолжение следует.........
9
8 Комментариев
Рекомендуемые комментарии
Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать учетную запись
Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!
Регистрация нового пользователяВойти
Уже есть аккаунт? Войти в систему.
Войти