Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как работает актуатор турбины дизельного двигателя


Принцип работы актуатора турбины - проверка, регулировка и ремонт

Актуатор турбины

Автомобиль – неизменных помощник практически половины населения страны. Не удивительно, что многие стараются получить максимальную пользу с машины, с минимальными вложениями. И сегодня, чтобы улучшить тяговые характеристики авто, не нужно что-то кардинально менять. Увеличить тяговые характеристики машины можно просто установив турбонаддув.

Суть улучшения – турбонаддув позволяет принудительно увеличить объемы воздуха, подающиеся в камеру сгорания, тем самым улучшить процесс сгорания топлива без необходимости физического изменения параметров самого двигателя.

Здесь важно учесть, что больший объем сожженного топлива увеличивает давление и объем выхлопных газов. Поэтому требуется усиленное, оперативное их отведение, чтобы освободить место для новой порции воздуха. Именно на этом и базируется принцип работы актуатора турбины, который мы сегодня рассмотрим.

Как работает актуатор турбины

Для начала определимся в терминологии. Актуатор может иметь множество разговорных названий – вестгейт, вакуумный регулятор, избыточный клапан. Все это одна деталь, базовая роль которой сводится к выполнению функции сброса повышенного давления воздуха (выхлопных газов), во время работы двигателя автомобиля. Этот элемент выступает промежуточным звеном между турбокомпрессором и двигателем, оберегая их от перегрузки.

Устанавливается практически на турбине.

  • Принцип работы актуатора сводится к тому, что при высоких оборотах двигателя, когда возрастает давление выхлопных газов с одной стороны и воздуха, направляемого через турбокомпрессор в двигатель с другой открывается клапан и стабилизирует ситуацию. Во время открытия клапана часть выхлопных газов попросту проходят мимо турбинного колеса, что приводит к снижению эффективности работы турбинного нагнетающего колеса и снижает давление воздуха.

Снижение давления выхлопных газов и направление их в обход турбинного колеса выполняется через калитку вестгейта, управляемую актуатором. Тем самым потребность в воздухе для горючей смеси четко соответствует моменту очищения камеры сгорания от выхлопных газов.

 

Иные типы актуаторов

В турбинах с изменяемой геометрией также есть актуаторы, которые бывают электрические и пневматические (вакуумные). Актуаторы в этом случае служат для поворота лопаток механизма изменяемой геометрии. Обычно в таких турбинах нет калитки вестгейта с управлением актуатором от повышенного давления.

Наиболее распространенные поломки актуаторов

  • повреждение электрических элементов;
  • износ зубьев шестеренок и червяка у электрического актуатора;
  • выходит из строя электромотор;
  • повреждение мембраны вакуумного актуатора.

В таких случаях, чтобы отремонтировать актуатор турбины, необходимо выполнить его диагностику с целью точно определить поломку. Для устранения неисправности целесообразно обратиться в специализированный сервисный центр. Устранить поломку самостоятельно будет достаточно сложно – для определения неисправности нужно специальное оборудование, которое в большинстве случаев отсутствует в домашних условиях. А если покупать отдельно – намного дешевле ремонт актуатора провести в сервисном центре.

 

 

Проверка актуатора

Изначально, в момент реализации, актуатор имеет заводские настройки и, фактически, готов к работе. Но после установки на транспортное средство целесообразно проверить актуатор и отрегулировать. Характерным сигналом выполнить такие действия будет дребезжание компрессора в момент глушения двигателя авто. Здесь не стоит паниковать, это не поломка актуатора. Просто шток клапана излишне болтается в процессе работы.

Кроме этого, часто, если правильно настроить актуатор, можно существенно увеличить производительность турбокомпрессора путем наращивания давления воздуха, подаваемого в двигатель.

Регулировка осуществляется несколькими путями

  1. Самый простой и распространенный способ – просто выполнить замену пружины на более мощную. То позволит увеличить и поддерживать высокое давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана. Но это чревато превышением оборотов вала турбины.
  2. Следующий вариант, это выполнить подтяжку (можно затянуть, либо послабить) регулятора, влияющего на процесс открытия и последующее закрытия заслонки. При расслаблении тяга удлиняется. Если немного подтянуть – укорачивается. От длины тяги напрямую зависит плотность закрытия заслонки. Чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Следовательно, чтобы ее открыть нужно больше давления и времени. Тем самым турбина получает возможность обеспечить высокие обороты за короткий промежуток времени.
  3. Еще один вариант – установка буст-контроллера. Устройство устанавливают перед вестгейтом и обеспечивает снижение давления, при котором срабатывает мембрана актуатора. Фактически такое устройство берет на себя часть функции регулирования давления, вследствие чего клапан не получает информации о реальном давлении газов и продолжает работать в штатном режиме.

Настройка актуатора

Конечно, ремонт турбин следует выполнять в условиях профессиональных сервисных центров, имеющих все необходимое диагностическое оборудование и запасные детали в случае необходимости что-либо менять. Вместе с этим обычная настройка может быть выполнена в домашних условиях.

Для этого потребуется пассатижи и ключ на 10. Последовательность действий будет такой:

  1. Снять турбокомпрессор (некоторые модели машин дают возможность добраться до клапана без необходимости выполнения этой процедуры).
  2. Снять скобу со штока, ослабить гайку, подтянуть винт регулировки (необходимо крутить влево).
  3. Выполнить легкое постукивание по заслонке. Подтягивать до момента, пока не пропадет небольшое дребезжание. Учитывайте, чем туже затягиваете, тем сильнее будет возрастать давление на мембране.
  4. Затяните гайку, верните скобу в исходное положение.

Чтобы проверить правильность ваших действий при настройках – запустите мотор и опробуйте его на разных режимах работы. Если все действия были верными – посторонних звуков не будет, в том числе и в момент глушения двигателя.

Как работает Wastegate турбокомпрессора

Что такое Wastegate

Как работает сторожевая шлюза

Вторичный клапан - это устройство, встроенное в турбонагнетатель, которое контролирует максимально допустимое давление наддува. Концепция перепускной заслонки несколько проста, если вспомнить, что наддув турбокомпрессора напрямую связан с массовым расходом, давлением и температурой выхлопных газов, когда они проходят через корпус турбины турбокомпрессора. Именно на этом этапе тепловая энергия (потенциальная энергия) выхлопа двигателя преобразуется в механическую энергию с помощью колеса турбины.Если поток выхлопных газов отклоняется так, что он не проходит через колесо турбины турбокомпрессора, то его потенциальная энергия не преобразуется турбиной. Проще говоря, уменьшение потока выхлопных газов через турбину уменьшает и / или контролирует давление наддува. Короче говоря, перепускной клапан просто отклоняет поток выхлопных газов вокруг колеса турбины и направляется прямо в выхлопную трубу, как только достигается заданное давление в коллекторе (давление наддува).

Диаграмма потока выхлопных газов внутреннего перепускного клапана с клапаном перепускного клапана в закрытом и открытом положении.
Обратите внимание, что красные линии показывают концентрацию потока выхлопных газов через корпус турбины и через колесо турбины.

Типы отходов

Существует два типа шлюзов; внутренний и внешний. Внутренний перепускной клапан встроен в корпус турбины. Внешний выпускной клапан установлен в выпускной трубе между выпускным коллектором и входом в корпус турбины. В любом случае для управления клапаном перепускного клапана требуется привод.Когда клапан открыт, поток выхлопных газов отклоняется от своего обычного пути через турбинное колесо и вместо этого выходит непосредственно в выхлопную трубу.

Методы контроля отходов

Один из самых простых методов управления клапаном перепускного клапана - посредством давления во впускном коллекторе (абсолютное давление в коллекторе или MAP). Трубопровод или шланг соединяют впускной коллектор с приводом перепускной заслонки, который по существу представляет собой механическое устройство с диафрагмой и пружиной. Пружина внутри привода перепускной заслонки удерживает клапан в закрытом положении.Что касается давления во впускном коллекторе (давления наддува), то и давление в приводе перепускной заслонки, прикладывая усилие к мембране. Когда сила, действующая на мембрану, превышает силу пружины, клапан перепускной заслонки начинает открываться. Когда давление наддува падает, пружина закрывает задвижку.

Другой метод, популярный в двигателях с электронным управлением, использует электрический соленоид для контроля положения заслонки. Например, дизель GM 6,5 л использует вакуум от вакуумного насоса с приводом от двигателя для управления воротами.При подаче полного вакуума на привод перепускной заслонки он закрывает клапан в корпусе турбины, и выхлопные газы не обходят колесо турбины. Когда вакуум не подается, выхлопные газы могут обходить колесо турбины и выходить непосредственно в водосточную трубу. Привод с электронным управлением постоянно регулируется, чтобы поддерживать пиковое давление наддува и предотвращать подачу турбонагнетателем избыточного давления в коллекторе и / или превышения скорости под нагрузкой.

Более современная реализация управления сточными воротами осуществляется с помощью электрического привода; это становится все более популярным на двигателях с турбонаддувом.Вместо того, чтобы полагаться на давление в коллекторе или источник вакуума, эти вентиляционные отверстия оснащены электрическим соленоидом, который управляется непосредственно PCM и регулирует положение вентиля вентиля.

Клапан перепускного клапана в выпускном отверстии корпуса турбины турбокомпрессора Garrett GTP38
(1999.5 - 2003 7.3L Power Stroke)

Турбокомпрессоры с регулируемой геометрией (VGT)

Традиционно (за исключением) турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT) не требует использования перепускной заслонки, поскольку наддув постоянно контролируется положением лопаток в корпусе турбины.Напомним, что VGT физически регулирует эффективный размер корпуса турбины путем увеличения или уменьшения давления выхлопных газов, действующих на колесо турбины. Вместо того, чтобы отводить выхлопные газы вокруг колеса турбины, VGT просто открывает лопасти, имитируя эффект, аналогичный стробовой двери. Когда лопатки закрываются, энергия выхлопа, действующая на колесо турбины, увеличивается. Этот диапазон движения используется для обеспечения желаемого отклика турбонагнетателя при контроле пикового давления наддува и рабочих характеристик при любых условиях.

противовыбросовый клапан против Wastegate

Альтернативой перепускной заслонке является продувочный клапан. Выпускной клапан - это механический клапан, установленный между выходом компрессора турбокомпрессора и впускным коллектором (может быть установлен в любом месте системы впуска на стороне нагнетания турбины). Они, как правило, регулируются и будут «сбрасывать» избыточное давление в коллекторе, как только турбонагнетатель достигнет калиброванной настройки. Избыточное давление наддува выбрасывается в атмосферу. Как только давление в коллекторе падает ниже максимального значения, клапан по умолчанию переходит в закрытое положение.В отличие от перепускной заслонки, выпускной клапан традиционно используется как отказоустойчивое устройство, а не как средство постоянного контроля давления в коллекторе. Выпускной клапан может использоваться на двигателе с турбонагнетателем с откачкой в ​​качестве дополнительного средства защиты от избыточного давления в коллекторе.

Модификации Wastegate для повышения производительности

В некоторых случаях система перепускной заслонки может быть модифицирована для получения более высокого пикового давления в коллекторе (наддува) путем изменения взаимосвязи между положением клапана перепускной заслонки и давлением наддува.Проще говоря, удерживая заднюю дверь дольше, турбонагреватель получает больший импульс. Одним из примеров такой модификации является популярное обновление типа «J-hook» для модели Cummins с 24 клапанами модели 2001 - 2002 года. Послепродажный продукт отличается более жесткой пружиной, чем заводская связь, что увеличивает давление наддува, необходимое для открытия сточной заслонки. В других случаях шланг привода перепускной заслонки может быть модифицирован для сброса давления таким образом, что для работы перепускного клапана потребуется большее давление в коллекторе.Такие модификации недороги и относительно эффективны с очевидной точкой уменьшения отдачи. Следует иметь в виду, что комбинация воздуха и топлива создает мощность, поэтому наиболее заметные выгоды будут иметь место, когда были проведены обновления топливной системы для повышения топливных характеристик двигателя.

,

Как работает турбина Тесла

Большинству людей известен Никола Тесла, эксцентричный и блестящий человек, который приехал в Нью-Йорк в 1884 году, как отец переменного тока, формы электричества, которая снабжает энергией почти все дома и предприятия. Но Тесла был потрясающим изобретателем, который применил свой гений к широкому кругу практических задач. В общей сложности он обладал 272 патентами в 25 странах, причем 112 в одних только Соединенных Штатах. Вы могли бы подумать, что из всей этой работы Тесла держал бы свои изобретения в области электротехники - те, которые описывали полную систему генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, двигателя и освещения - самые дорогие его сердцу.Но в 1913 году Тесла получил патент на то, что он назвал своим самым важным изобретением. Этим изобретением была турбина, известная сегодня как турбина Тесла, турбина с пограничным слоем или турбина с плоским диском.

Интересно, что использование слова «турбина» для описания изобретения Теслы кажется немного вводящим в заблуждение. Это потому, что большинство людей считают турбину валом, к которому прикреплены лопасти, например лопасти вентилятора. Фактически, словарь Вебстера определяет турбину как двигатель, приводимый в действие силой газа или воды на лопастях вентилятора.Но турбина Тесла не имеет лопастей. Он имеет ряд плотно упакованных параллельных дисков, прикрепленных к валу и расположенных в герметичной камере. Когда жидкость попадает в камеру и проходит между дисками, диски поворачиваются, что, в свою очередь, вращает вал. Это вращательное движение может быть использовано различными способами: от питания насосов, воздуходувок и компрессоров до запуска автомобилей и самолетов. Фактически, Тесла утверждал, что турбина была самым эффективным и самым простым в разработке роторным двигателем.

Если это правда, почему турбина Тесла не получила более широкого применения? Почему он не стал таким же вездесущим, как другой шедевр Теслы - передача энергии переменного тока? Это важные вопросы, но они вторичны по отношению к более фундаментальным вопросам, например, как работает турбина Тесла и что делает технологию такой инновационной? Мы ответим на все эти вопросы на следующих нескольких страницах. Но сначала мы должны рассмотреть некоторые основы о различных типах двигателей, разработанных за эти годы.На следующей странице мы получим лучшее представление о конкретной проблеме, которую Тесла надеялся решить с помощью своего нового изобретения.

,

Как работает дизельный двигатель

Традиционно, дизельные двигатели всегда было видно, как шумно, вонючий и андерпауэред двигатели мало пользы, кроме как в грузовиках, такси и фургонах. Но, как дизельные двигатели и их системы управления впрыском стали более усовершенствованными, в 1980-х годах ситуация изменилась. В Великобритании в 1985 году было почти Продано 65 000 дизельных автомобилей (около 3,5% от общего количества проданных автомобилей), по сравнению только с 5380 в 1980 году.

Двигатель с воспламенением от сжатия

Многие автомобильные дизели основаны на существующих конструкциях бензиновых двигателей, но с усиленными основными компонентами, чтобы справиться с более высокими давлениями.Топливо подается с помощью впрыскивающего насоса и дозатора, которые обычно устанавливаются сбоку от блока цилиндров. Система электрического зажигания не требуется.

Основным преимуществом дизельных двигателей над бензиновыми являются их меньшие эксплуатационные расходы. Это отчасти является результатом большей эффективности высокого степень сжатия дизель и частично из-за более низкой цены на дизель топливо - хотя разница в цене варьируется, поэтому преимущество запуска дизельная машина будет немного снижена, если вы живете в районе с дорогой Дизельное топливо Сервисные интервалы часто тоже длиннее, но у многих дизельных моделей требуют более частой замены масла, чем их бензиновые аналоги.

Повышение силы

Основным недостатком дизельного автомобиля является его низкая производительность по сравнению с бензиновые двигатели эквивалентной мощности. Одним из способов решения этой проблемы является увеличение размера двигателя, но это часто приводит к значительному увеличению веса. Некоторые производители добавляют турбокомпрессоры к их двигателям, чтобы сделать их конкурентоспособны с точки зрения производительности; Ровер, Mercedes, Audi и VW являются одними из производители, которые производят турбодизели.

Как работают дизельные двигатели

Индукция

Когда поршень начинает двигаться вниз по каналу, впускной клапан открывается и всасывается воздух.

Сжатие

Впускной клапан закрывается в нижней части хода. Поршень поднимается для сжатия воздуха.

Зажигание

Топливо впрыскивается вверху хода.Он зажигает и толкает поршень вниз.

Выхлоп

При движении поршня вверх выпускной клапан открывается, и сгоревший газ удаляется.

Дизельный двигатель работает не так, как бензиновый, хотя они разделить основные компоненты, и оба работают на четырехтактном цикл , Главный Различия в том, как зажигается топливо и как выходная мощность регулируется.

В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется искра ,В дизеле двигатель, зажигание достигается компрессия воздуха одного. Типичная компрессия соотношение для дизельного двигателя составляет 20: 1 по сравнению с 9: 1 для бензинового двигателя. Сжатия настолько велики, что нагревают воздух до температуры, достаточно высокой, чтобы зажечь топливо самопроизвольно, без необходимости искры и, следовательно, система зажигания.

Бензиновый двигатель потребляет переменное количество воздуха на всасывание инсульт , точное количество в зависимости от открытия дроссельной заслонки. Дизельный двигатель, с другой рука всегда втягивает одинаковое количество воздуха (на каждой частоте вращения двигателя) через впускной тракт без дросселирования, который открывается и закрывается только впускным клапан (нет ни карбюратор ни дроссельная заслонка).

Когда поршень достигает эффективного конца своего индукционный ход, впуск клапан закрывается. Поршень, управляемый силой других поршней и импульс маховик , путешествует на вершину цилиндр , сжимая воздух примерно в двадцатой своей оригинальной объем ,

Когда поршень достигает вершины своего хода, точно дозированное количество дизельное топливо впрыскивается в камера сгорания , Тепло от сжатия немедленно запускает топливно-воздушную смесь, заставляя ее гореть и расширяться.это сил поршень вниз, поворачивая коленчатый вал ,

Когда поршень движется вверх по цилиндру на ход выхлопа , выпускной клапан открывает и позволяет сгоревшим и расширенным газам перемещаться вниз по выхлопная труба , В конце такта выпуска цилиндр готов к новому обвинение из воздух.

Конструкция двигателя

Основные компоненты дизельного двигателя похожи на компоненты бензинового двигателя и выполнять те же работы. Тем не менее, детали дизельного двигателя должны быть сделаны много сильнее, чем их бензиновые двигатели из-за гораздо более высоких нагрузок участвует.

Стены дизеля блокировка двигателя обычно намного толще блока разработан для бензинового двигателя, и у них есть более крепкие полотна, чтобы обеспечить дополнительную сила и поглощать стрессы. Помимо того, чтобы быть сильнее, сверхмощный Блок также может уменьшить шум более эффективно.

поршня, шатуны , коленвалы и подшипник шапки должны быть сделаны сильнее своих бензиновых двигателей. крышка цилиндра дизайн должен сильно отличаться из-за топливные форсунки а также из-за формы его сгорание и вихревые камеры.

впрыскивание

Прямой впрыск

Прямой впрыск означает, что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания в верхней части поршневой головки. Форма камеры лучше, но сложнее правильно смешать топливо с воздухом и сгореть без резкого характерного дизельного «детонации».

Для любого двигатель внутреннего сгорания работать бесперебойно и эффективно, топливо и воздух должны быть правильно смешаны.Проблемы смешивания топлива и воздуха особенно хорош в дизельном двигателе, где воздух и топливо вводятся в различные времена в течение цикла и должны быть смешаны внутри цилиндров.

Существует два основных подхода: прямой впрыск и непрямой впрыск. Традиционно, косвенный впрыск был использован, потому что это самый простой способ введения турбулентность так что впрыскиваемый топливный спрей хорошо смешивается с сильно сжатый воздух в камере сгорания.

В двигателе непрямого впрыска имеется небольшая спиральная вихревая камера (также называется камерой предварительного сгорания), в которую инжектор впрыскивает топливо прежде чем он достигнет основной камеры сгорания.Вихревая камера создает турбулентность в топливе, так что он лучше смешивается с воздухом в процессе сгорания камера.

Недостатком этой системы является то, что вихревая камера эффективно становится часть камеры сгорания. Это означает, что камера сгорания как целое имеет неправильную форму, вызывая проблемы сгорания и затрудняя эффективность.

Прямой впрыск

Косвенный впрыск

Косвенный впрыск означает, что топливо впрыскивается в небольшую камеру предварительного сгорания.Это приводит к главной камере сгорания. Благодаря такой конструкции идеальная форма камеры сгорания нарушается.

Двигатель прямого впрыска не имеет вихревой камеры, в которую подается топливо впрыскивается - топливо идет прямо в камеру сгорания. Инженеры должны очень внимательно относиться к конструкции сгорания Камера в головке поршня обеспечивает достаточную турбулентность.

Контроль скорости

Свечи накаливания

Для предварительного нагрева головки цилиндров и блока цилиндров перед холодными запусками дизель использует свечи накаливания.Они похожи на короткие, короткие свечи зажигания и подключены к электрической системе автомобиля. Элементы внутри нагреваются очень быстро после подачи питания. Свечи накаливания активируются либо вспомогательным положением на переключателе рулевой колонки, либо отдельным переключателем. На последних моделях они автоматически отключаются, когда двигатель запускается и разгоняется до скорости холостого хода.

Дизельный двигатель не регулируется, как бензиновый двигатель, поэтому количество воздуха всасывается при любой частоте вращения двигателя всегда одинаково.Частота вращения двигателя регулируется только количеством топлива, выброшенного в камеру сгорания. с большим количеством топлива в камере сгорание более сильное, а большая мощность производится.

ускоритель педаль подключена к дозатору двигателя Система впрыска, а не дроссельной заслонки, как с бензином двигатель.

Остановка дизеля по-прежнему включает в себя выключение ключа зажигания, но, скорее, чем срезать искры, это замыкает электрический соленоид это отрезает подача топлива на инжектор насос узла учета и распределения топлива.Тогда двигатель должен использовать только небольшое количество топлива, прежде чем привал. На самом деле, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые. потому что гораздо более высокое сжатие оказывает большее замедление на двигатель.

Запуск дизеля

Как и бензиновые двигатели, дизельные двигатели запускаются с электрический двигатель , который начинает воспламенение от сжатия цикл. Когда холодно, Однако дизельные двигатели сложно запустить, просто потому что.сжимая воздух не приводит к температуре, которая достаточно высока, чтобы воспламенить топливо.

Чтобы обойти проблему, производители поместиться свечи накаливания , Это маленькие электрические обогреватели, работающие от автомобиля аккумулятор , которые включены несколько секунд, прежде чем пытаться запустить двигатель.

Дизельное топливо

Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензиновых. это чуть менее изысканный, в результате чего получается более тяжелый, более вязкий и менее летучий жидкость ,Эти физические характеристики часто приводят к тому, что обозначается как «дизельное топливо» или «мазут». На дизельных насосах в гараже Передние площадки это часто называют 'derv', сокращение от дороги с дизельным двигателем транспортные средства.

Дизельное топливо может начать слегка застывать или даже затвердеть при очень холодном Погода. Это усугубляется тем, что он может поглощать очень мало количество воды, которая может замерзнуть. Все виды топлива поглощают крошечные количества вода из атмосферы и утечка в подземные резервуары довольно часто.Дизельное топливо может выдерживать содержание воды до 50 или 60 части на миллион без проблем - чтобы представить это в перспективе это около четверти кружки, полной воды на каждые десять галлонов топлива.

Любая заморозка или «вощение» может блокировать топливные магистрали и форсунки и мешают двигатель не работает. Вот почему в очень холодную погоду вы будете изредка вижу людей, играющих на лампах на топливных магистралях их грузовиков.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.