Правильная эксплуатация дизельного двигателя с турбиной: 7 правил правильной эксплуатации дизельного двигателя

7 правил правильной эксплуатации дизельного двигателя

Правило 1

Покупайте моторное масло рекомендованное авто-производителем. Важно! Характеристики масла для турбодизелей отличаются от масел, используемых в атмосферном ДВС. Это связано с тем, что в турбодизеле масло при высоких температурах подвергается значительно большим нагрузкам.

Избегайте также менять марку масла и его вязкость.

Правило 2

Не допускайте низкого уровня масла в вашем дизельном двигателе с турбокомпрессором (ТКР)! Последствие масляного «голодания» ДВС – смазка не будет поступать в необходимом объеме к подшипникам ТКР, которые будут быстро изнашиваться и выходить из строя. Постоянно проверяйте уровень моторного масла, и вы сможете избежать этих проблем.

Правило 3

Забудьте минут на 5 о педали газа после запуска дизельного двигателя с ТКР! Перегазовка в момент, когда моторное масло еще не заполнило масляные каналы, приведет к быстрому износу турбокомпрессора – турбина пока работает почти «на сухую».

Совет: подержите ДВС после запуска несколько минут на холостом ходу. Двинувшись с места, подержите недолго обороты низкими. Увеличивать нагрузку надо постепенно.

Правило 4

Лучший режим работы для турбодизеля – средние обороты. Избегайте движения в течение продолжительного времени на низких/высоких оборотах. Баланс работы турбины будет нарушен, и она быстро выйдет из строя.

Важно! Запустить очистку системы турбонаддува ТКР можно при работе ДВС на самых высоких оборотах. Вам достаточно пару раз в неделю недолго погонять мотор в таком режиме. Очистка системы увеличит срок службы турбокомпрессора, однако долго держать высокие обороты турбодизеля нельзя!

Правило 5

Не выключайте двигатель сразу после завершения поездки! Дайте турбокомпрессору возможность охладиться при работе двигателя на холостых оборотах в пределах 5 минут.

Правило 6

Быстрая закоксовка (засорение продуктами горения) турбодизеля происходит при длительной работе мотора на холостых оборотах – этого допускать нельзя! Кроме того, на работоспособности деталей цилиндро-поршневой группы в таком режиме может сказаться попадание (подсос) масла в цилиндры.

Правило 7

Обязательное условие длительной и безаварийной работы турбодизеля – своевременное прохождение технического обслуживания. Интервал между ТО у дизельных двигателей с турбокомпрессором меньше, чем у обычных. Работа турбины под высокими нагрузками требует более частой замены масла и фильтров.

Хотите продлит в несколько раз срок службы своего турбодизеля и ТКР? Не забывайте следовать этим простым правилам!


Как правильно эксплуатировать турбодизельный двигатель

Прогресс уже давно не стоит на месте: прежние тихоходные, но шумные дизельные моторы стали работать тише, а мощи, и, соответственно, динамики у них прибавилось. Причем, заметный прорыв в этом направлении случился тогда, когда на дизельные силовые установки начали устанавливать турбонаддув. Сегодня множество автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, имеют в конструкции турбину. Однако не все владельцы машин с такими агрегатами знают, как правильно эксплуатировать турбодизельный двигатель так, чтобы он прослужил как можно дольше. Мы подготовили восемь простых советов, которые помогут нынешним или потенциальным владельцам машин с подобными агрегатами не допускать просчетов в эксплуатации турбины.

На фото: Турбодизельный двигатель 2.1 Mercedes

Совет №1. Держите уровень масла под контролем.

Всем двигателям вообще, а рассматриваемому нами турбированному дизельному мотору в частности, не рекомендуется масляное голодание. Ведь масло в таком агрегате играет особую роль, смазывая подшипники скольжения и качения турбокомпрессора. Когда уровень моторного масла падает, подшипники не получают нужного количества смазки, что приводит к их скорому износу и выходу из строя.

Поэтому рекомендуем как можно чаще проверять уровень масла в картере двигателя и при обнаружении дефицита смазки, немедленно доливать нужно количество. Кроме того, необходимо выяснить причину, по которой в системе падает уровень масла (это может быть загрязнение либо не герметичность масляной системы, выход из строя масляного насоса и прочее) и незамедлительно ее устранить.

Совет №2. Используйте только качественное моторное масло.

Раз уж приобрели автомобиль с турбодизельным двигателем, не скупитесь на заправку его качественным и рекомендованным производителем моторным маслом. Тут как в известной поговорке: сэкономите на рыбке, получите плохую юшку. Выше мы уже указали, какую роль играет моторное масло для турбины, поэтому заливать в двигатель абы какое масло – значит, заранее обрекать турбокомпрессор силовой установки своей машины на медленную смерть. Важно помнить: масла, рекомендованные для турбированных агрегатов, отличны по составу от обычных масел ввиду того, что при работе в турбине они подвержены воздействию куда больших температур и нагрузок, чем в атмосферном моторе. Еще один немаловажный аспект: крайне не рекомендуется смешивать разные по коэффициенту вязкости масла, например, доливать в двигатель масло 5w-30, если там уже было залито 10w-40.

Поэтому советуем: заливайте масло одного коэффициента вязкости и желательно одной и той же марки.

Совет №3. Следите за качеством дизельного топлива.

Турбина дизельного двигателя чувствительна не только к качеству моторного масла, но и к качеству топлива, которым вы «кормите» свой автомобиль. При использовании горючего низкого качества вероятно засорение топливной системы двигателя, что, в свою очередь, сказывается на потере мощности двигателя, из-за чего турбина, чтобы восполнить этот пробел в оборотах, вынуждена работать на пределе мощности. А это может привести к сокращению срока ее эксплуатации.

Поэтому рекомендуем по возможности заправляться только на проверенных АЗС. Если не уверены в качестве горючего, его лучше дополнительно отфильтровать.

Совет №4. Избегайте перегазовок в момент запуска турбированного двигателя.

Следовать этому совету нужно, прежде всего, тем владельцам машин, у которых не установлена система запуска/остановки двигателя Start&Stop. Дело в том, что при запуске двигателя масляные каналы еще не заполнены моторным маслом, при нажатии на педаль акселератора вы даете нагрузку на турбину, которая вращается практически без масла, вследствие чего быстро изнашиваются ее узлы (бронзо-графитовые подшипники скольжения и качения), что в конечном итоге приводит к выходу из строя турбокомпрессора.

Поэтому настоятельно рекомендуем подавать газ плавно, и некоторое время (в течение 5 минут максимум) после запуска дать двигателю поработать на холостых оборотах, а затем начать движение на низких оборотах, постепенно увеличивая нагрузку. Оговоримся, что это важно для двигателей, не оснащенных системой Start&Stop.

Совет №5. Держите при езде средние обороты.

Турбина двигателя – это агрегат, постоянно работающий при высоких нагрузках, поэтому ездить на автомобиле с таким агрегатом длительное время на низких оборотах нельзя. Вообще же рекомендуется несколько раз в неделю давать турбине мотора поработать на предельно высоких оборотах: таким образом, вы активируете процесс очистки системы наддува турбокомпрессора, что в дальнейшем поможет продлить срок эксплуатации агрегата. Важно избегать «перекручивания» турбины, то есть длительной езды на высоких оборотах. При этом ротор турбокомпрессора испытывает повышенные нагрузки, что приводит к дисбалансу в его работе и, как следствие, выходу из строя его узлов.

Поэтому при езде на автомобиле с подобным типом мотора лучше всего придерживаться средних оборотов.

Совет №6. Не глушите двигатель сразу после остановки автомобиля.

Этот совет особенно важен для автолюбителей, чьи турбодизельные моторы не оснащены системой Start&Stop. Дело в том, что при незамедлительной остановке двигателя крыльчатки турбины еще продолжают вращаться, но масла, которые смазывает их, уже недостаточно, что приводит к перегреву узлов турбокомпрессора (ротора и подшипников). А это, в свою очередь, ведет к повышенному износу указанных частей турбины.

Поэтому после остановки дайте поработать двигателю на холостых оборотах короткое (не более 5 минут) время. За это время турбина охладится и ее можно деактивировать.

Совет №7. Избегайте длительной работы мотора на холостых оборотах.

Для турбированного двигателя работа на холостых оборотах в течение 20-30 минут – смерти подобна. Дело в том, что при таком режиме работы двигателя может произойти закоксовка (проще говоря, засорение) турбины, а именно маслоотводящей трубки, привода изменения геометрии турбины. Также при длительной работе на холостых оборотах возможен подсос моторного масла в цилиндры двигателя, что может привести к выходу из строя компонентов цилиндропоршневой группы.

Если вы все же держите мотор длительное время на холостом ходу, то советуем вам держать частоту вращения коленвала на 1200-1600 об./мин.

Совет №8. Вовремя проводите техническое обслуживание автомобиля.

Придерживайтесь рекомендованных производителем сроков замены моторного масла и фильтров, как масляного, так и воздушного. Помните, что для турбированного двигателя сроки прохождения ТО, как правило, короче, чем для атмосферного, так как турбина работает при более высоких нагрузках, чем обычный дизельный агрегат, и, следовательно, чаще нуждается в свежем масле и фильтрах.

Следование этим простым советам избавит владельцев автомобилей от дорогостоящего ремонта турбины.

Турбокомпаунд

Турбокомпаунд

Ханну Яаскеляйнен, В. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Полный доступ требует подписки DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Турбокомпаундирование — это использование силовой турбины для извлечения дополнительной энергии из выхлопных газов. Механическое турбокомпаундирование коммерчески использовалось в дизельных двигателях для различных применений на протяжении многих десятилетий. В двигателях большой мощности наиболее важной конфигурацией является последовательное турбокомпаундирование, когда силовая турбина соединена последовательно с турбиной турбонагнетателя. Эта технология может обеспечить повышение эффективности на несколько процентов, но на эти преимущества может отрицательно повлиять система рециркуляции отработавших газов, которая отводит поток газа от силовой турбины. Параллельное турбокомпаундирование подходит, когда имеется энергия выхлопных газов, превышающая необходимую для турбонагнетателя, и в противном случае ее необходимо было бы обойти вокруг турбокомпрессора.

  • Введение
  • Механический турбокомпаунд
  • Серия
  • Турбокомпаунд
  • Перевернутый цикл Брайтона
  • Параллельное турбокомпаундирование
  • Передача мощности на двигатель

Введение

Турбокомпаунд — это использование силовой турбины для извлечения дополнительной энергии из выхлопных газов. Извлеченная энергия выхлопных газов может быть добавлена ​​к коленчатому валу двигателя или преобразована в электрическую энергию:

  • Если выходной вал силовой турбины соединен с коленчатым валом двигателя через механическую связь, обычно зубчатую передачу, то эту технологию обычно называют механический турбокомпаунд .
  • Если силовая турбина соединена с генератором, технология называется электрическим турбокомпаундированием .

Механическое турбокомпаундирование коммерчески использовалось в дизельных двигателях для различных применений на протяжении многих десятилетий. В Северной Америке 10 % новых тяжелых дорожных двигателей, проданных в 2011 и 2012 гг., имели турбокомпаунд, но эта цифра снизилась до 2 % к 2015 г. после того, как Daimler (Detroit Diesel) постепенно отказался от него в пользу асимметричного турбонаддува для своего двигателя DD15 в 2013 [3788]

. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, проникновение снова достигнет 10% к 2027 году [3789] . Механический турбокомпаунд применялся к авиационным двигателям в 1950-х годах и наземным транспортным средствам, начиная с 1960-х годов. Более подробные исторические сведения о работе до 1990-х годов можно найти в литературе [3791] .

Электрический турбокомпаунд разрабатывался для дизельных двигателей большой мощности. Однако для того, чтобы оказать существенное влияние на КПД, потребуется относительно высокая электрическая нагрузка в диапазоне 50 кВт. Для дорожных транспортных средств такая нагрузка может быть реализована только с гибридной трансмиссией и, следовательно, должна сопровождаться другими важными технологическими изменениями. В электроэнергетике и некоторых морских приложениях, где легко доступна достаточно высокая электрическая нагрузка, электрическое турбокомпаундирование является коммерческой технологией

[1945] [1946] [1929] [2369] [3790] [3821] [3822] 90 043 .

Механический турбокомпаунд

В двигателях с турбонаддувом механическое турбокомпаундирование может быть реализовано в нескольких различных конфигурациях:

  • Добавление силовой турбины последовательно с турбиной турбокомпрессора и после нее
  • Добавление силовой турбины параллельно с турбиной турбокомпрессора
  • В составе турбокомпрессора

В двигателях большой мощности наиболее важной конфигурацией является последовательное турбокомпаундирование, схематично изображенное на рис. 1.

Рисунок 1 . Схематическое изображение механического серийного турбокомпаундирования

На рис.

2 более подробно показаны турбокомпаундные системы двух разных серий. В системе Volvo используется силовая турбина с осевым потоком, в то время как в более старой системе Scania используется силовая турбина с радиальным потоком.

Рисунок 2 . Системы турбокомпаундирования серии, используемые в некоторых двигателях Euro III и Euro IV: Volvo D12 и Scania DT12.

(Источник: Volvo и Scania)

Для применений с расходом выхлопных газов, превышающим необходимый для удовлетворения потребностей турбонагнетателя, силовая турбина может быть установлена ​​параллельно с турбиной турбокомпрессора. На рис. 3 показана такая система, которая была внедрена в двигатели Sulzer RTA в начале 1980-х годов; Система Sulzer Efficiency Booster System (η-Booster) включала другой турбонагнетатель в дополнение к силовой турбине, подключенной параллельно [3816] [2586] [3792] . В то время на рынок появлялись новые турбокомпрессоры с повышенной эффективностью; более высокая эффективность турбонагнетателя означала, что при некоторых режимах работы двигателя была доступна дополнительная энергия выхлопных газов, которую можно было использовать для других целей.

Силовая турбина, установленная параллельно с турбиной турбонагнетателя, стала обычным явлением в больших четырехтактных среднеоборотных и двухтактных тихоходных двигателях. На рисунке 3 верхняя кривая показывает снижение BSFC двигателя Sulzer RTA, представленного в 1983 по сравнению с предыдущей версией. Нижняя кривая показывает дополнительное снижение BSFC, доступное в двигателе RTA 1983 года с системой повышения эффективности, состоящей из обновленного турбонагнетателя и силовой турбины. При включении силовой турбины выше примерно 40-50% мощности показано дополнительное снижение BSFC до 5 г/кВтч. При отключении силовой турбины при низкой нагрузке снижение BSFC все еще возможно из-за меньшей общей площади сопла турбины. Параллельное турбокомпаундирование также изучалось для использования в двигателях малой грузоподъемности 9.0042 [3793]
[3794] [3795] [3796] [3797] .

Рисунок 3 . Параллельный турбокомпаунд в двигателях Sulzer RTA

Схема системы и уменьшение BSFC по сравнению с предыдущей версией двигателя. Система Sulzer η-Booster, представленная в начале 1980-х годов, состояла из обновленного турбонагнетателя и силовой турбины.

Прототип системы, в которой вал турбонагнетателя соединен с коленчатым валом через бесступенчатую трансмиссию (CVT), показан в другом месте. В принципе, это не только позволило бы передать избыточную мощность от турбины на коленчатый вал, но также позволило бы подавать мощность коленчатого вала на компрессор в условиях, когда энтальпия выхлопных газов слишком мала для создания достаточного давления наддува 9.0042 [2259]

.

###

Турбодизель: Сборка турбонагнетателя дизельного двигателя

Турбокомпрессор увеличивает степень сжатия двигателя, нагнетая дополнительный воздух в камеру сгорания. Большая масса воздуха позволяет сжечь больше впрыскиваемого топлива. Это имеет два эффекта: повышение эффективности двигателя и увеличение воздушной массы. Это улучшает выходной крутящий момент. Дизельные двигатели идеально подходят для турбонаддува, поскольку их выходной крутящий момент регулируется принудительным потоком воздушно-топливной смеси.

Как работает турбокомпрессор?

Турбокомпрессоры работают аналогично поршневым двигателям. Турбина, работающая от выхлопных газов, вращает воздушный компрессор, который, в свою очередь, увеличивает приток воздуха к цилиндрам и сжигает дополнительное топливо в секунду. Это не только повышает эффективность сгорания, но и обеспечивает дополнительную мощность. Оптимизированный процесс сжигания топлива гарантирует, что при сгорании топлива извлекается максимально возможное количество энергии.

Предел мощности двигателя определяется количеством топлива, которое может быть сожжено в двигателе, но количество сожженного топлива зависит от количества воздуха, которое может быть нагнетено в двигатель. В обычном двигателе ограничивающим фактором является воздух: требуется соотношение воздуха к топливу 14,7:1, чтобы обеспечить достаточное количество кислорода для эффективного воспламенения и сжигания топлива. Турбокомпрессоры обеспечивают двигатель дополнительным кислородом, что приводит к повышению производительности.

По мере развития технологий турбокомпрессоры развивались и включали следующее:

  • Турбокомпрессоры с перепускной заслонкой
  • Турбокомпрессоры турбокомпаундирования
  • Двухступенчатые турбокомпрессоры
  • Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией
  • Турбокомпрессоры с электронным управлением
  • Активация, Датчик Турбокомпрессора
  • Турбокомпрессоры высокого давления

Многие из этих новых технологий могут увеличить мощность двигателя на целых 50% и повысить общий тепловой КПД двигателя с 42% до 46%. Из топлива извлекается больше энергии, создавая более мощный двигатель, который дешевле в эксплуатации и соответствует стандартам EPA.

Каковы преимущества турбокомпрессоров в дизельных двигателях?

Турбокомпрессоры имеют ряд преимуществ, в том числе:

  • Топливная эффективность: Дизель на 33 % экономичнее бензина, а турбокомпрессоры еще больше повышают эффективность дизельного топлива.
  • Улучшенная производительность: Увеличивая мощность, они снижают выбросы и улучшают компенсацию высоты. Турбонаддув двигателя увеличивает выходную мощность при заданном весе двигателя.
  • Более высокий выходной крутящий момент: Дополнительный воздух, поступающий в цилиндр, увеличивает плотность и давление воздуха, поэтому впрыскивается больше топлива, создавая больший крутящий момент, что создает большую мощность. Крутящий момент на низких скоростях также улучшен.
  • Улучшенные возможности буксировки: Двигатель обладает большей тяговой способностью, чем обычные дизельные и бензиновые двигатели. Это делает двигатель с турбонаддувом лучшим выбором для сельскохозяйственной техники и транспортных средств, которые должны выдерживать большие нагрузки и работать в условиях бездорожья.
  • Более экологичный: Турбокомпрессор позволяет производителям автомобилей уменьшить размеры двигателя, сохраняя при этом мощность и производительность.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *