Актуатор турбины: принцип работы и настройка

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 понять, что пора регулировать клапан сброса?

​В авто устанавливают клапаны наддува турбины одного из двух видов:

1. Внутренние. Обычно стоят в турбокомпрессорах стоковых машин. Специальная заслонка соединена с рычагом, который также присоединен к актуатору. Регулируют в случаях:

• когда рычаг не может свободно двигаться, если отсоединить его от тяги;
• когда, нагреваясь, рычаг движется рывками;
• когда клапан открывается медленно и слабо или быстро и сильно.

2. Внешние. Работают отдельно от корпуса турбины. Встречаются редко и преимущественно в мощных авто. Регулировать нужно, если давление слабое или больше, чем нужно. Обычно меняют пружину.

Любители тюнинговать автомобиль и улучшать его технические характеристики устанавливают на турбину внешний клапан – байпасный.

Возможные неполадки внешних клапанов управления турбиной:

• Повреждение управляющего (вакуумного) шланга. Он может прохудиться, пережаться, забиться. Не работает клапан – турбина получает удар по лопастям крыльчатки сжатым воздухом. Наиболее распространенный вариант этой поломки – дырка в шланге, что приводит к дополнительному расходу воздуха.
• Разрыв мембраны клапана также приводит к его неправильной работе. В таком случае клапан лучше менять.
• Нарушение герметичности: когда клапан травит воздух, падает наддув. Причин несколько: истирание уплотнителя и металла, усталость пружины, попавшая грязь.

Любое вмешательство в работу клапана, особенно если он подвергался ремонту, требует новой регулировки наддува.

Конструкционные особенности вакуумного регулятора

Наибольшее распространение получили устройства типа Bypass, которые предлагаются в двух вариантах:

1. Актуатор турбины с замкнутым циклом. Здесь лишнее давление поступает в разогретый сектор устройства посредством байпасного канала. Такая технология снижает инерционные потери, возникающие при увеличении турбинным колесом своих оборотов. Когда образуется избыточное давление, начинает изгибаться диафрагма. В результате усилие возвратной пружины преодолевается, устройство открывается и все «лишнее» поступает в байпасный канал.
2. Blow-Off. Здесь тоже применяется «принцип насоса». Отличие заключается в том, что выброс излишков осуществляется в атмосферу: при этом процесс сопровождается характерным звуком.

Признаки неисправности и способ их устранения

Одним из признаков поломки считается некорректная работа двигателя при оборотах свыше 3000. Это верный признак того, что необходимо выполнить диагностику клапана. Еще один признак, – когда гудит клапан управления турбиной. Это может быть постоянно или при быстром ускорении автомобиля. Гул может означать, что снижена пропускная способность устройства и оно медленнее сбрасывает давление в турбине. Это обусловлено тем, что в отработанных газах, проходящих через заслонку, присутствуют остатки топлива и машинного масла. С учетом высокой температуры все это оседает на заслонке в виде копоти и нагара, снижая пропускную способность.

Решить данную проблему можно путем обычной чистки. Для этого придется демонтировать устройство, чтобы получить доступ к заслонке. Чистка клапана управления турбиной позволяет вернуть ему корректную работоспособность, и если других технических проблем с ним нет, гул исчезнет, а при 3000 оборотах двигатель будет работать стабильно. Существуют и другие признаки некорректной работы клапана управления турбиной:

Для чего нужен клапан сброса давления турбины?

0 01 Февраля 2016

• Для чего нужен клапан сброса давления турбины?
• 1. Как работает клапан сброса давления турбины
• 2. Выбор клапана сброса давления турбины
• 3. Замена клапана сброса давления турбины

Перепускной клапан (или, как его еще называют, «клапан сброса давления турбины») – это специальное устройство, предназначенное для сброса выхлопных газов и поддержания давления среды на должном уровне. Вращение клапана происходит за счет тех же отработанных газов, которые, проходя сквозь лопасти крыльчатки, способствуют ее вращению. В свою очередь, пропеллер (или крыльчатка) раскручивает колесо турбинного компрессора, что в конечном счете вызывает появление давления во впускном коллекторе. Уровень давления определяется количеством воздуха, перемещающегося сквозь турбокомпрессор.

Однако, несмотря на свою немаловажную работу, перепускной клапан не всегда получает должное внимание со стороны автолюбителей. Многие из них даже не знают о его существовании, не говоря уже о нюансах работы и особенностях обслуживания. Поэтому сейчас мы расскажем не только о рабочих принципах клапана сброса давления турбины, но и постараемся разобраться в вопросах его выбора и установки.

1. Как работает клапан сброса давления турбины

Принцип работы перепускного клапана не отличается особой сложностью. Когда происходит сброс газа, мотор расходует мало воздуха, а значит, вся система находится под давлением. Его постоянное влияние на турбину сказывается на устройстве не самым лучшим образом, в конечном счете вызывая повреждения отдельных деталей (в том числе и труб). В таких ситуациях остановка турбины или ее вращение в обратную сторону – вполне реальный сценарий дальнейшего развития событий. Естественно, все эти процессы не могут не сказаться на работе валов, крыльчатки или подшипников.

По истечении некоторого времени активной эксплуатации, клапану сброса давления может понадобиться регулировка. Как правило, такая необходимость возникает тогда, когда рычаг не может свободно двигаться при его отсоединении от тяги. Кроме того, если при нагревании он движется рывками – это еще один сигнал, что пора подумать о настройке. Длина тяги активатора может колебаться, поэтому затягивание конца укоротит тягу, а его расслабление, наоборот, удлинит ее.

При короткой тяге клапан управления турбиной находится в закрытом положении, и активатору требуется большее давление для его открытия. В результате давление повышается, и турбина быстро раскручивается, из-за чего клапан уже не может открываться так быстро, как раньше. В такой ситуации следует ослабить тягу, и тогда клапан управления турбокомпрессором не будет работать на износ.

2. Выбор клапана сброса давления турбины

Все клапаны сброса давления турбины (перепускные клапаны), исходя из типа их действия, разделяют на две большие группы: те, которые подают лишний воздух обратно к входу турбины (bypass) и те, которые выбрасывают его сразу в атмосферу (blow-off).

Основными составляющими элементами устройства являются:

— пружинный регулятор;

— фланец (его размер влияет на возможную производительность клапана);

— выходной порт (отвечает за сброс лишнего воздуха);

— входной порт (обеспечивает поддержку давления на впуске).

Требуемый тип клапана определяется характеристиками выходного порта. Если расходометр располагается перед турбиной (схема «MAF»), то нужно использовать «bypass» клапан, но в случае измерения воздуха после прохождения турбины (схема «MAP»), подойдет любой тип. Правда, нужно отметить – те автолюбители, для которых важен звуковой эффект, сопровождающий сброс воздуха, выбирают для установки клапаны типа «blow-off».

Следует упомянуть и о достаточно распространенном заблуждении касательно того, что перепускной клапан существенно влияет на уровень наддува турбины. На самом деле, клапан может иметь недостаточно сильную пружину или проблемы с герметичностью, из-за чего при открытом дросселе будет происходить стравливание воздуха из системы. Система «blow-off» или «BOV» предназначена для устранения помпажа между нагнетателем турбины и коллектором впуска при опускании дроссельной заслонки. В этом случае сброс лишнего давления нужен для предотвращения износа лопаток турбины и других деталей.

Системы «BOV» монтируются как для защиты турбокомпрессора, так и для снижения уровня давления, а заодно и риска разрыва патрубков в процессе закрытия дроссельной заслонки. Более того, многие современные клапаны данного типа обладают функцией обогащения смеси. Поэтому некоторые автомобилисты предпочитают заменить стандартную «BOV» на более «тюнингованный» вариант, отличающийся особым звуковым сопровождением и улучшенными характеристиками. То есть можно смело утверждать, что теперешнее назначение клапанов «blow-off» заключается не только в уравнивании давления на лопатки турбины, но и в образовании «красивого звукового эффекта», что для заядлого автомобилиста немаловажный факт.

3. Замена клапана сброса давления турбины

Уменьшить поток отработанных газов на крыльчатку турбины можно либо их отводом до попадания в турбину, либо непосредственно из нее. Более распространенным считается внутренний перепускной клапан (выхлопные газы выводятся из корпуса турбокомпрессора), однако есть и такие автомобилисты, которые предпочитают устанавливать внешний перепускной клапан посредством монтажа перекрестной трубы или замены части выпускного коллектора.

Выполнить замену клапана сброса давления можно несколькими способами: используя смотровую яму или эстакаду. Если нет ни того, ни другого, то единственным выходом остается поддомкрачивание передней части транспортного средства, конечно, с соблюдением всех правил личной безопасности, включая и установку страховочных упоров. Способ, предусматривающий использование домкрата, немного удобнее, особенно если у вас нет ни ямы, ни тем более эстакады. Возможно, в этом случае процедура замены займет больше времени, но зачастую выполнять требуемые действия лежа на спине намного проще.

Когда подготовительный этап успешно закончен, можно переходить к этапу непосредственной замены интересующего нас клапана. Для этого сначала необходимо демонтировать защиту двигателя (детально описывать этот процесс не имеет смысла, так как все, что требуется, – это открутить крепления). Затем нужно определить сам клапан (находится внизу турбины) и снять фишку проводки (если не получится снять ее на месте, то на открученном клапане она должна поддаться). Далее необходимо открутить клапан от корпуса турбины (обычно он крепится тремя болтами: два снизу и третий сверху). После установки новой детали все элементы собираются в обратной последовательности.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

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.

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.