Принцип работы актуатора турбины

Как самому отремонтировать и настроить актуатор турбины

Турбонаддув сегодня является одним из самых распространенных способов, который позволяет существенно увеличить мощность бензинового или дизельного двигателя без увеличения рабочего объема силового агрегата. Установка турбокомпрессора также является более эффективным решением по сравнению с механическими нагнетателями.

Основой турбонаддува является подача воздуха в цилиндры ДВС под давлением. Чем больше воздуха удается подать в мотор, тем большее количество топлива получается сжечь. Гражданские версии турбомоторов имеют не слишком большой наддув, которого достаточно для достижения необходимых показателей. Вполне очевидно, что для достижения максимальной производительности на двигатели устанавливаются турбины, которые способны обеспечить высокое давление. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен актуатор на турбине, каков принцип работы актуатора турбины, а также как производится проверка актуатора турбины и настройка данного элемента.

Актуатор турбины: особенности работы

Актуатор, он же вестгейт или вакуумный регулятор — клапан для сброса избыточного давления воздуха на высоких оборотах двигателя. Задачей данного решения является своеобразная защита турбокомпрессора и двигателя. Указанный регулятор для защиты от избыточных нагрузок находится в выпускном коллекторе (фактически, на самой турбине), местом установки является область перед турбиной.

Работает вестгейт по следующему принципу: если обороты двигателя высокие, в результате чего растет давление отработавших газов и давление надувочного воздуха, тогда открывается клапан. Его открытие перенаправляет часть выхлопных газов в обход турбинного колеса.

Так происходит в том случае, когда турбинное колесо раскручивается выхлопными газами до слишком высоких оборотов, в результате чего актуатор инициирует срабатывание обходного клапана, то есть отработавшие газы проходят мимо турбинного колеса. Получается, вестгейт попросту не позволяет турбонагнетателю раскручиваться до максимума под действием слишком сильного потока выхлопа на высоких оборотах мотора.

Добавим, что турбомоторы с завода изначально точно настроены. Во время тюнинга ДВС или установки турбонаддува на атмосферный мотор актуатор необходимо настраивать отдельно. Настройка и регулировка актуатора турбины является важным моментом, так как от нормальной работы системы зависит исправность двигателя и турбокомпрессора. Вестгейт желательно настраивать при помощи спецоборудования, но также это можно сделать самостоятельно, о чем мы расскажем ниже.

Распространенные неисправности вестгейта

Теперь давайте поговорим о частых неисправностях, при которых неизбежна замена актуатора турбины или требуется ремонт данного элемента. Начнем с того, что причин для выхода из строя указанной детали несколько. Прежде всего, ломаются электронные компоненты, возможны неисправности электромотора, а также происходит поломка зубьев шестерней привода клапана.

В ряде случаев проблема устраняется после диагностики в специализированных сервисах по ремонту турбин. Специалисты проводят проверку работоспособности контроллера, выполняют целый ряд тестов. Частой неисправностью, которую помогает устранить ремонт актуатора турбины без замены, является вышедшая из строя манжета (мембрана актуатора турбины).

В полседнем случае к поломке приводит значительный пробег и естественный износ деталей, в результате часто указанная манжета повреждается. Для устранения необходимо снять актуатор турбины, после чего из корпуса вынимается старая мембрана. Далее поверхности следует обезжирить, после чего новая манжета приклеивается клеем к корпусу с двумя колпачками и дополнительно проходит процесс круговой завальцовки. Затем производится настройка актуатора турбины.

Как отрегулировать актуатор турбины

О необходимости регулировки вестгейта говорит появление узнаваемого дребезга в месте установки турбокомпрессора в тот момент, когда двигатель глушат. Также вибрации и дребезжание появляется при пергазовках, в момент сброса газа. Такой дребезг появляется в результате того, что шток актуатора начинает болтаться, сам дребезжащий звук создает «калитка» регулятора. Еще на проблемы с актуатором укажет недостаточный наддув воздуха в том случае, если с герметичностью на впуске и другими элементами системы турбонаддува никаких неполадок не было обнаружено.

Еще хотелось бы добавить, что многие водители прибегают к манипуляциям с вестгейтом не только по причине неполадок, но и в целях увеличения производительности и повышения давления наддува, то есть реализуют своеобразный тюнинг системы.

1. Для того чтобы увеличить давление, существует несколько доступных вариантов. Самым простым считается замена пружины регулятора. Чем большую упругость имеет пружина, тем большее давление будет выдавать турбина до момента срабатывания клапана.
2. Еще одним вариантом выступает затяжка или послабление конца регулятора, что непосредственно влияет на открытие и закрытие заслонки. Если конец расслаблен, тогда тяга клапана удлиняется, затягивание приведет к укорачиванию. Чем короче тяга, тем плотнее будет закрываться заслонка. Соответственно, для открытия потребуется большее давление и временной промежуток. Это позволяет турбине выходить на высокие обороты, причем происходит это достаточно быстро.
3. Третьим вариантом для увеличения наддува является буст-контроллер. Данный механизм представляет собой соленоид, который способен подменить реальные данные по давлению. Такое устройство ставится перед актуатором, главной задачей является снижение показателя давления, от которого зависит работа вестгейта. Буст-контроллер фактически частично перепускает воздух, что не позволяет актуатору оценивать реальное давление.

Для настройки и регулировки вестгейта необходимо добраться до регулировочной гайки. Сделать это можно после снятия турбины. Также на некоторых автомобилях доступ можно получить не снимая турбокомпрессор. Достаточно добраться до места установки байпаса. Подтягивание указанной гайки позволяет укоротить шток, в результате чего «калитка» будет закрыта сильнее. Чтобы выполнить данную работу, желательно заранее снять катализатор. Это позволит на глаз определить степень закрытия актуатора. Для настройки необходимо иметь ключ под регулировочную гайку (подходит ключ на 10) и плоскогубцы. Весь процесс представляет собой следующие действия:

• в самом начале со штока снимается скоба, далее ключом ослабляется гайка;
• затем плоскогубцами подтягивается регулировочный винт вестгейта. Делать это нужно против часовой стрелки;
• подтяжка происходит до того момента, пока калитка не окажется полностью закрытой;

Завершением процесса регулировки можно считать затяжку гайки ключом на 10, а также установку скобы на место. В результате после такой настройки актуатор должен иметь максимальную степень закрытия. После можно запустить двигатель и проверить работу устройства на разных режимах работы ДВС. Посторонних звуков от вестгейта на перегазовках и при глушении мотора быть не должно, давление наддува также прогнозируемо достигает желаемых показателей.

Актуатор турбины: как работает и для чего нужен

Многие водители предпочитают тюнинговать двигатель турбокомпрессором. Это агрегат, правильное название которого — актуатор турбины. При корректной настройке устройство может серьезно увеличить мощностные характеристики мотора. Сейчас широкое распространение получили актуаторы высокого давления. В конструкции устройства есть клапан, который препятствует росту давления при работе двигателя на повышенных оборотах.

Как работает актуатор турбины дизельного двигателя?

На сленге автолюбителей этот узел имеет разные названия — например, вестгейт, вакуумный регулятор. Как и другие механические узлы, актуатор может сломаться, и тогда, чтобы продолжить эксплуатировать турбированный двигатель, его приходится менять. Но замена — это полбеды. Потом вестгейт придется регулировать, и это уже серьезная задача, правильно выполнить которую сможет только опытный водитель.

Регулятор ставят в выпускной коллектор машины. Принцип его действия простой. При увеличении скорости мотор начинает работать на повышенных оборотах. Давление отработанного газа растет. Появляется необходимость провести его мимо колеса турбины. Тогда и начинает действовать вестгейт — его клапан открывается и пропускает газы через себя.

Не работает актуатор турбины: признаки

Симптомов поломки турбокомпрессора несколько, но основной — синий выхлоп. Особенно ярко он выражается во время разгона, но когда работа силового агрегата стабилизируется, выхлоп приобретает обычный цвет. Дым синеет из-за сгорания масла, которое попало в мотор по причине его вытекания из турбокомпрессора.

Из выхлопной трубы может выходить и черный дым, что говорит о сгорании обогащенного топлива из-за утечки воздуха в интеркулере. Также выхлоп может быть черным из-за поломки управляющей системы турбокомпрессора.

Выход дыма белого цвета также говорит о неисправности турбокомпрессора. Выхлоп белеет из-за засора в сливе турбинного маслопровода. Другими явными признаками неисправности актуатора являются потеки масла на турбине и значительное увеличение его расхода. Это свидетельство засора в каналах подачи воздушной массы или маслопровода.

Если автомобиль стал разгоняться медленнее обычного, дело также может быть в турбокомпрессоре. Его неисправность может стать причиной недостаточного поступления воздушной массы в силовой агрегат. Нехватка воздуха приводит к серьезному падению мощности мотора.

Еще один признак поломок в турбине — сильный шум при работе двигателя. Его появление бывает вызвано протеканием воздуха между выходом компрессора и мотором. Вместе с шумом появляется неприятный скрежет при включенном турбокомпрессоре. Скрежет или шум могут быть следствием образования трещин, вмятин или других механических повреждений, которых касаются лопасти агрегата.

Если расход масла значительно увеличился, а выхлоп стал более токсичным, проверьте воздушный фильтр или подключенный к турбине воздушный канал. Может быть, проблема в том, что эти элементы засорились.

Последний признак нерабочего состояния вестгейта — самый распространённый. Это выход масла из компрессора. Причина неоригинальна — это все то же замусоривание кожуха оси турбогенератора. Также выход масла мог быть спровоцирован неисправностью смазочной системы или ее закоксовыванием.

Как проверить актуатор турбины?

Диагностика электронного турбокомпрессора начинается с проверки тестером. Актуатор можно тестировать на автомобиле, а можно предварительно демонтировать.
Проверке подлежат:

• вакуумный клапан;
• исполнительный механизм;
• турбинный клапан.

Диагностику нужно периодически проводить, даже если вестгейт не дает повода. Когда происходит незначительная поломка турбины, это ведет к чрезмерному нагреву подшипников и, как следствие, к полной поломке агрегата.

Тестирование можно производить так — запускаем двигатель и газуем на месте. При этом нужно посматривать на шток вестгейта — в какой-то момент он начнет двигаться. Запомните, на каких оборотах мотора турбокомпрессор начал срабатывать — это будет ориентиром для проверки его исправности. Более точные показания можно получить на стенде.

Настройка актуатора турбины

Регулировка актуатора турбины должна производиться обязательно. Если этого не сделать, во время работы двигателя вся система будет дрожать. Если же настройку произвести некорректно, наддув будет недостаточным. Однако неполный наддув может проявиться, если впуск системы потерял герметичность.

Приступаем к настройке. Сделать её можно по-разному:

1. Увеличить давление при помощи замены старой пружины на более упругую. Если, наоборот, надо снизить нажим, можно установить пружину из мягкой стали. Для удлинения тяги перепускного клапана нужно ослабить конец актуатора, для уменьшения, наоборот — затянуть. Если тяга будет сокращена, заслонку получится прижать плотнее. Тогда для ее открытия придется прикладывать значительное усилие, а значит, крыльчатка будет раскручиваться быстрее.
2. Повысить наддув можно установкой буст-контроллера. Этот механизм способен изменять давление. Чтобы он снижал давление на вестгейт, его нужно устанавливать перед ним. Буст-контроллер берет часть нагрузки на себя, так как выпускает часть воздуха.

Настройка штока

Чтобы убрать передув, нужно укоротить шток, закручивая регулировочную гайку (то есть крутя ее по часовой). Тогда лопатки геометрии будут открываться не слишком сильно. Если нужно исправить недодув, действовать нужно наоборот — откручивать регулировочную гайку.

Замена актуатора: когда требуется?

Иногда турбина выходит из строя сразу, но обычно это происходит постепенно. Чтобы определить поломку на ранней стадии, нужно присмотреться к работе машины. Если все усилия по ремонту этого устройства не дали результатов, придется купить новый актуатор.

Раньше замена производилась в сборе с турбиной, теперь актуатор можно заменить отдельно. Некоторые мастера вообще рекомендуют не пытаться ремонтировать это устройство, а сразу его менять — если, конечно, дело не в закисшем соединении. Узел обязательно придется заменить, если шарнир тяги на регуляторе износился. Работа эта не такая уж и сложная. После замены девайса понадобится время на его адаптацию.

К преждевременному выходу из строя актуатора приводят агрессивный стиль езды, применение некачественного топлива и моторного масла. Чтобы агрегат прослужил дольше, допускать подобного не стоит — лучше использовать только сертифицированные техжидкости.

Турбина гонит масло в интеркулер: что делать?

Масло в интеркулере может стать причиной серьезных неисправностей, вплоть до выхода ДВС из строя. В этой статье мы вам расскажем, почему масло появляется в этом узле и как можно устранить эту проблему.

Как выполнить ремонт турбокомпрессора?

Турбокомпрессор — деталь, позволяющая значительно уменьшить расход топлива двигателя. Выполнить ремонт турбокомпрессора довольно сложно — необходимы профессиональные инструменты.

Турбированные двигатели и особенности их эксплуатации

Турбированные силовые агрегаты: их конструкционные особенности, эксплуатационные характеристики и наиболее частые причины поломок.

Применение двухходовых клапанов в системах автомобилей

Поскольку в многочисленных системах автомобиля постоянно требуется перекрывать, перенаправлять и смешивать разнообразные потоки жидкостей или газов, то требуется применение различных перепускных устройств — таких, как клапана. Принципы их работы построен на разных приводах: пневматического,

Система турбонаддува на дизельных двигателях

На многих современных автомобилях устанавливаются турбокомпрессоры для повышения мощности двигателя. Они бывают разных видов и форм, но принцип их работы одинаков. Идея турбирования двигателей возникла давно. Одни из первых турбокомпрессоров устанавливались на гоночные авто в начале прошлого века.

Возможности установки турбокомпрессора на атмосферные силовые агрегаты

Идея турбирования силовых агрегатов возникла из-за необходимости экономичного увеличения мощности двигателя. Прибавлять мощность простым увеличением объема стало нецелесообразным, поскольку это приводит к значительному расходу топлива. Технология турбирования основана на подаче воздуха в камеру

Актуаторы турбин — причины и следствия проблем с вестгейт-клапаном турбонаддува

Актуатор турбины он же Wastegate, или клапан управления турбиной

Как следует из английского названия, этот клапан управления турбиной служит для сброса излишков вращающих крыльчатку ротора выхлопных газов через отводной, или байпасный, канал. Если этого не делать, вал обретёт чрезмерную скорость на больших частотах вращения коленвала, что чревато аварийным ростом давления наддува, а при закрытом дросселе – помпажом нагнетателя. Уменьшение производительности компрессора не поможет, тогда его возможностей на малых и средних оборотах не хватит, двигатель попадёт в так называемую «турбояму». Отказы устройства связаны именно со случаями избытка или недостатка нагнетаемого потока. Рассмотрим подробнее их проявления.

Вестгейт — ограничитель на службе повышения мощности

Некоторые турбокомпрессоры обходятся без байпасного режима. Это турбины низкого давления, в силу своей компактности и низкой производительности они не выходят на режимы, требующие ограничения потока с горячей стороны. Достаточно иногда сбрасывать избыток на выходе, для чего применяется более простое устройство.

Другая ситуация с мощными турбонаддувами, способными создавать очень высокий напор при большом расходе. Тут и потребуется лимитировать газовый поток выхлопа на более эффективную крыльчатку.

Клапан управления турбиной: устройство и принцип действия

Клапан турбины состоит из корпуса, разделённого эластичной мембраной на две части. В первую поступает управляющее воздействие подаваемого на впуск воздуха, а из второй выходит подпружиненный шток, механически подсоединённый к диафрагме. Как только сила на единицу площади мембраны превысит определённую величину, пружина сожмётся и шток придёт в движение, открыв перепускной канал выхлопа. Газы будут направлены в обход турбинного колеса, и скорость его вращения снизится.

Внимание

Симптомы неисправностей актуатора турбины

Нештатное состояние актуатора турбины подразумевает два отклонения от нормальной работы мотора – избыточный напор турбины и недостаточный, в зависимости от конкретного характера поломки.

• При отказавшей в закрытом состоянии «калитке» вестгейта турбина станет вращаться с превышением оборотов, то есть передувать. Если даже при этом не произойдёт механических разрушений в агрегате, что весьма вероятно, двигатель начнёт получать избыточное количество воздуха. Последствиями станут переобеднение смеси, вплоть до пропусков зажигания, детонация в цилиндрах, быстрый выход из строя свечей.
• Если калитка окажется постоянно открытой, то компрессор не сможет развивать требуемые показатели производительности и расхода воздуха. Мотор потеряет мощность, автомобиль не сможет энергично разгоняться, обязательно возрастёт расход топлива из-за переобогащённой смеси. Особенно это скажется на переходных режимах.
• Возможны промежуточные состояния неуверенной работы актуатора. Появится характерный звук дребезга клапана, в частности при холостых оборотах и остановке двигателя, мощность и крутящий момент станут неравномерными, возможны рывки и подхваты.

Причины поломок, диагностика, возможность ремонта

Основная беда актуатора турбины – старение диафрагмы и потеря ею герметичности. Клапан перестаёт реагировать на изменения выходного давления, и не управляет открытием байпаса. Проверить это достаточно просто, достаточно подуть в приёмный штуцер. Не должно появиться никаких признаков утечки пневмокамеры.

Повреждённую диафрагму можно заменить, при наличии запасных частей. Корпус вестгейта развальцовывается, из него извлекается мембрана и заменяется на новую. Попутно из корпуса удаляются загрязнения.

Более продуктивным станет замена актуатора на новый. Надёжность при подобном ремонте выше.

Возможны варианты исполнения

Не все актуаторы выглядят и исполнены одинаково. Они разделяются на:

• чисто пневматические,
• работающие под электронным управлением,

• гибридные, например имеющие на управляющем входе воздушный редуктор. Он, в свою очередь, может управляться от электронного программируемого блока, регулирующего максимальный турбонаддув – буст-контроллера. Такая вариативность исполнений позволяет более точно управлять турбомотором в зависимости от ситуации.

Но зная принцип работы актуатора турбины и характер проявления его вероятных поломок, можно определиться с необходимостью ремонта любого по сложности конструктива при появлении тревожных симптомов.

Актуатор турбины: принцип работы и настройка

Для многих водителей автомобиль – это просто средство передвижения, тогда как для других машина является хобби, в которое они готовы вкладывать время и деньги, чтобы добиться улучшения базовых характеристик. Одним из наиболее популярных способов тюнинга двигателя автомобиля является установка турбины (турбокомпрессора). Турбина способна значительно повысить мощность мотора, если ее правильно подобрать и настроить.

В настоящее время наибольшую популярность имеют турбины высокого давления, которые отличаются от базовых вариантов турбокомпрессоров наличием клапана. Он необходим, чтобы справляться с избыточным давлением при работе двигателя на высоких оборотах.

Обратите внимание: В автомобильном сленге данный клапан может носить разные названия, среди которых самые распространенные следующие: вестгейт, актуатор, вакуумный регулятор. Следует понимать, что под всеми этими терминами подразумевается одна деталь, которая занимается защитой турбины от перегрузок при работе на высоких оборотах.

В процессе эксплуатации актуатор турбины может выйти из строя, и владельцу автомобиля потребуется его замена, чтобы продолжить эксплуатировать автомобиль с турбированным мотором. Замена вестгейта подразумевает не только его установку, но и регулировку, которую крайне важно выполнить правильно. В рамках данной статьи рассмотрим, как настроить клапан турбины самостоятельно, не обращаясь к специалистам сервисных центров.

Как работает актуатор турбины

Как было отмечено выше, задачей актуатора турбины является снижение давления при работе мотора на высоких оборотах. Он монтируется до турбины в выпускной коллектор автомобиля.

Принцип работы вестгейта крайне простой. Когда в двигателе повышаются обороты, а вместе с тем возрастает давление отработавших газов, стоит задача пустить их мимо самого турбинного колеса. Соответственно, в этот момент происходит открытие актуатора, установленного до турбины, и через него выходят отработавшие газы. За счет этого в клапаны попадает больше воздуха, что необходимо для максимального разгона турбонагнетателя.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Можно выделить три главных причины, почему ломается вестгейт:

• Выходят из строя электронные составляющие компонента системы, которые отвечают за его своевременное открытие/закрытие;
• Ломаются зубья шестерней привода, что приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана;
• Выход из строя электромотора, который отвечает за работу створки, вследствие чего система не функционирует должным образом.

В условиях специализированного сервисного центра можно устранить все описанные выше проблемы, но важно отметить, что для начала необходимо правильно диагностировать поломку, для чего потребуются специальные тестеры. Соответственно, самостоятельный ремонт актуатора турбины часто невозможен из-за отсутствия необходимого оборудования.

Чаще всего, когда клапан турбины выходит из строя, его целесообразнее не ремонтировать, а заменить. Особенно это актуально, когда выходят из строя манжет или маслосъемные колпачки, которые не подлежат замене. В таком случае потребуется снять актуатор турбины и установить на его место новый. Делается это следующим образом:

Первым делом потребуется достать из корпуса старую манжету;

На этом можно считать установку активатора завершенной. Остается его настроить, чтобы он правильно работал с системой.

Как настроить актуатор турбины

Первый вопрос, который возникает у водителя после установки актуатора на турбину – «Зачем его настраивать?». Ответ на этот вопрос очень простой – если не произвести настройку (или настроить актуатор неправильно), то во время работы турбины в период перегазовок будет ощущаться серьезное дрожание системы. Кроме того, оно будет заметно при остановке двигателя. Еще один момент, который явно указывает на то, что актуатор турбины не настроен должным образом, это недостаточный наддув.

Обратите внимание: Недостаточный наддув может возникать не только по причине плохой настройки турбины. Также он проявляется, если впуск системы негерметичен.

Есть три способа, как настроить актуатор турбины:

Заменить пружину. Это самый простой вариант, который основывается на том, что при замене пружины устанавливается более упругая деталь, которая увеличивает давление. При необходимости можно установить более мягкую пружину, чтобы это давление снизить;

Это три самых распространенных способа настройки актуатора турбины, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.