Чистка и ремонт вакуумных актуаторов турбин

Сегодня подавляющее большинство автомобилей с дизельными двигателями оснащается турбинами. Также многие бензиновые моторы, особенно в последнее время, комплектуются турбонагнетателями. Для этого есть несколько весомых причин:

1. Турбина позволяет исключить падение крутящего момента дизельного двигателя на высоких оборотах.
2. Как для бензиновых, так и для дизельных моторов, турбонагнетатель дает существенный прирост мощности.
3. Немного повышается КПД двигателя, что снижает расход топлива.

Существует несколько конструкций турбин. Однако, наибольшее распространение получили версии этих устройств, работающие на кинетической энергии выхлопных газов.

Конструктивно такие турбины состоят из следующих основных частей: двух корпусных деталей (так называемых улиток), двух крыльчаток и картриджа, через который происходит соединение горячей и холодной частей. Выхлопные газы раскручивают горячую крыльчатку. Она, в свою очередь, через вал ротора вращает крыльчатку, расположенную в холодной улитке. Холодная крыльчатка нагнетает воздух во впускную магистраль под давлением. За счет этого происходит увеличение мощности двигателя.

Управление нагнетаемым потоком в разных конструкциях реализовано по-разному. Есть несколько распространенных схем:

• механизм изменяемой геометрии;
• калитка Вестгейта;
• система Blowoff;
• система Bypass.

Первые две схемы являются управляющими и призваны контролировать давление, создаваемое турбиной. Вторые две осуществляют предохранительные функции. Их задача сбросить давление, если оно достигнет определенного предела. Чаще всего в системе нагнетания воздуха установлено несколько из вышеперечисленных механизмов.

Механизм изменяемой геометрии и калитка Вестгейта управляются при помощи актуатора. В зависимости от типа энергии, приводящей в движение эти механизмы, различают электрические и вакуумные актуаторы.

Рассмотрим более детально вакуумный актуатор.

Конструкция и принцип работы

Вакуумный актуатор состоит из следующих составных частей:

• шток с регулировочной резьбой;
• нижняя часть корпуса с отверстием для штока;
• верхняя часть корпуса с трубкой для подключения вакуумного шланга;
• подвижная тарелка;
• возвратная пружина;
• мембрана.

Управляется актуатор при помощи клапана, который сигналы с ЭБУ. Эти сигналы формируются на основании данных с датчика давления в системе впуска. В момент, когда фиксируется избыточное давление во впускной магистрали, клапан открывается, и по вакуумному каналу происходит отток воздуха из верхней части корпуса актуатора. Мембрана, под действием разности давлений в камерах, давит на тарелку, которая смещается и тянет за собой шток. Шток связан с рычагом управления геометрией или клапаном Вестгейта.

Ремонт актуатора турбины: предпосылки и предварительная диагностика

Существует несколько распространенных неисправностей, при которых потребуется ремонт вакуумных актуаторов турбин:

• нарушение герметичности манжеты;
• разрушение или потеря рабочих свойств пружины;
• сквозная коррозия корпуса;
• обрыв штока в точке закрепления к рабочей тарелке;
• сбой регулировки выхода штока или люфты в кинематической цепи;
• засорение внутренней полости актуатора.

Выражаются подобные неисправности в сбоях работы турбины. Нужно обращать внимание на следующие признаки:

• падение или переменчивость мощности двигателя;
• посторонние металлические или свистящие звуки со стороны турбины;
• появление так называемого эффект «помпажа», когда избыточное давление во впускном тракте, создаваемое турбиной при нерабочем механизме контроля, входит в резонанс с характерным грохотом;
• ошибка ЭБУ.

Все эти причины лишь косвенно указывают на проблемы с актуатором и могут являться следствием неисправностей в других узлах. В цепи управления давлением могут быть неисправности, не связанные напрямую с актуатором. Например, сбои в работе вакуумного клапана, проблема с механизмом изменяемой геометрии или клапаном Вестгейта. Для точного определения необходимо пройти диагностику.

Перед демонтажем актуатора выполняется первичная диагностика, которая состоит из следующих действий:

• на запущенном двигателе визуально проверяется работа штока;
• при наличии возможности подключается компьютер к блоку управления двигателем, и отслеживаются рабочие параметры турбонагнетателя;
• проверяется кинематическая цепь на отсутствие подклиниваний и избыточных люфтов.

Ремонт вакуумных актуаторов турбин

Если на этом этапе возникли подозрения на некорректную работу актуатора или определена его явная неисправность – производится демонтаж. Выполняется проверка на специальном вакуумном стенде его работа. Если есть отклонение от рабочих параметров – актуатор разбирается.

На большинстве конструкций части корпуса соединены между собой вальцовкой, что значительно усложняет разборку. Здесь требуется особое оборудование и высокая квалификация механика, чтобы не нанести критичных повреждений корпусным деталям.

После вскрытия корпуса, актуатор разбирается на составные части и производится дефектовка. Корпус осматривается на наличие сквозных коррозионных повреждений. Если в части с отверстием под шток наличие небольших повреждений допустимо, то в вакуумной камере подобный дефект вызовет полный отказ.

Осматривается состояние уплотнительной втулки в отверстии под шток. Большая выработка может вызвать перекос штока, что отразится на правильности работы всей системы.

Проверяется манжета на наличие надрывов или других повреждений. Если имеются даже небольшие дефекты – манжета считается непригодной для дальнейшего использования.

Оценивается состояние пружины, ее целостности и упругие качества. Если пружина потеряла свою жесткость или сильно корродировала, то выполняется ее замена на новую.

Осматривается состояние рабочей тарелки. Особое внимание уделяется сохранности ее геометрии и точке крепления штока. В случае обнаружения нарушений геометрии или люфтов штока выполняется ремонт.

После полного осмотра всех составных элементов вакуумного актуатора оценивается целесообразность его ремонта. Иногда, при наличии множественных повреждений, экономически целесообразнее приобрести новый актуатор.

Чистка актуатора турбины

Частой причиной нарушений работоспособности актуатора является не поломка какой-либо детали, а засорение, и требуется элементарная чистка актуатора турбины. Ввиду специфики работы, от создаваемого в камере вакуума, любое нарушение герметичности приводит к появлению подсоса воздуха из окружающей среды. Это означает, что частички пыли, влага, масло или любой другой засоритель под действием всасывающей силы попадают внутрь корпуса. Также проникновение внутрь посторонних элементов происходит через втулку штока.

Влага вызывает коррозию внутренней части корпуса. Помимо образования хлопьев ржавчины, которая является абразивом, коррозионные процессы в итоге могут стать причиной сквозного повреждения корпуса. Корродирует пружина. Пыль и прочие мелкие засорители постепенно разрушают мембрану. Если не произвести своевременную чистку – актуатор полностью выйдет из строя.

После разборки выполняется продувка элементов актуатора сжатым воздухом. Части корпуса, шток и рабочая тарелка предварительно очищаются механическим путем. Завершается процедура очистки промывкой в ультразвуковой ванне.

После этого актуатор собирается. Выполняется его проверка на вакуумном цифровом стенде. Если по рабочим параметрам нет нареканий – производится установка актуатора на турбину.