Дизельный двигатель ЗМЗ-51432 CRS. Руководство - часть 93

 

  Главная      Автомобили - УАЗ     ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ МОДЕЛИ ЗМЗ-51432 CRS для автомобилей УАЗ экологического класса 4

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   90  91  92  93  94  ..

 

 

Дизельный двигатель ЗМЗ-51432 CRS. Руководство - часть 93

 

 

 

 
 

370 

Во-вторых, качая ротор из стороны в сторону за кончик, мы ощущаем не ради-

альный  люфт,  а  так  называемую  перекладку  ротора.  Геометрия  двухопорной  кон-
струкции  такова,  что  перекладка  ротора  всегда  заметно  больше  его  радиального 
люфта.  Перекладка  определяется  не  только  величиной  зазоров,  но  и  расстоянием 
между  опорами  вала  и  вылетом  вала  относительно  опоры.  Характерная  величина 

перекладки у легковых турбин — десятые доли миллиметра. 

Итак, если наличие зазоров строго определенной величины — залог работоспо-

собности конструкции, то очередной вопрос, который должна прояснить экспертиза: 
являются ли люфты ротора допустимыми или они вышли из допуска. Данные по за-
зорам  производителями  турбокомпрессоров  не  афишируются  —  их  приходится  по 
крохам собирать из разных  источников. Для каждой модели турбины  они  устанав-
ливаются  индивидуально.  Более  того,  каждый  турбопроизводитель  диктует  свою 
методику проверки люфтов ротора. Один — опосредованно, через перекладку, дру-
гой  —  непосредственным  измерением  смещения  вала  через  отверстие  для  слива 
масла. 

Если  измерения  показали,  что  люфты  в  допуске,  разбирать  и  ремонтировать 

картридж нет смысла. Разборка картриджа — это неизбежное нарушение положения 
колес, а значит, и балан сировки ротора. Поэтому без веской причины (а именно — 
увеличенных люфтов ротора, свидетельствующих об износе пар трения) делать это-
го не стоит. Разумнее сразу приступить к проверке дисбаланса ротора и герметично-
сти его уплотнений в составе сборочного узла. Не просто балансировка Увеличение 
дисбаланса может быть следствием всевозможных деформаций вала ротора, лопаток 
крыльчаток или отложений, возникших при эксплуатации. Даже если дисбаланс не 
фатальный и до сих пор не привел к отказу турбокомпрессора, он существенно со-
кращает ресурс. Допустимое значение дисбаланса в определенном диапазоне частот 
вращения  устанавливает завод-изготовитель. Например, в заводской спецификации 
может быть указано, что в диапазоне оборотов от 90 000 до 120 000 мин

–1

 дисбаланс 

ротора турбины не должен превышать 2 g. 

Проверка дисбаланса ротора в составе картриджа выполняется на специализи-

рованном  балансировочном  стенде  для  финишной  балансировки.  В  идеале  его  ос-
новные  технические  характеристики  (максимальная  частота  вращения  и  точность 
измерения) должны соответствовать требованиям турбопроизводителя. Такие стен-

 

 
 

371 

ды очень дороги, а потому применяются далеко не всеми ремонтными предприяти-
ями.  Чаще  используется  более  дешевое  оборудование,  позволяющее  испытывать 
центральную  сборку  турбокомпрессора  на  пониженных  оборотах.  Насколько  кор-
ректны такие испытания — вопрос неоднозначный. Не будем тратить время на его 
обсуждение. Напомним лишь, что дисбаланс имеет резонансную природу, а потому 
отсутствие пиков виброускорения в диапазоне частот от «А» до «Б» не гарантирует, 
что  они  не  проявятся  при  дальнейшем  увеличении  скорости  вращения  ротора.  По-
этому  полное  доверие  к  результатам  балансировки  может  быть,  только  когда  она 
выполнена в диапазоне рабочих оборотов турбины. 

Требования к качественному балансировочному  стенду этим не исчерпывают-

ся.  Ранее  упоминалось,  что  испытание  на  стенде  —  нечто  большее,  чем  проверка 
дисбаланса. Это комплексный тест, который позволяет проверить уплотнения рото-
ра на герметичность, выявить скрытые дефекты деталей и даже погрешности сборки 

картриджа.  Для  этого  в  процессе  испытания  имитируются  прочие  условия,  в  кото-
рых работает турбина. К примеру, стенд Turbotechnics, который используется в ре-
монтном подразделении фирмы «Турбо Инжиниринг», позволяет выполнять балан-
сировку  с  частотой  вращения  до  250  000  мин

–1

.Внутрь  центрального  корпуса  под-

 

 
 

372 

шипников под давлением до 7 бар подается моторное масло, разогретое до 80–90° С. 
Компрессорное  колесо  закрывается  герметичной  крышкой.  При  испытании  на  нем 
создается разрежение, т.е. имитируются условия, наиболее опасные для утечки мас-
ла.  

Практика  эксплуатации  стенда  подтверждает,  что  он  позволяет  выявить  такие 

неисправности, которые невозможно обнаружить при балансировке на пониженных 
оборотах.  Стоит  лишь  допустить  небольшой  огрех  при  сборке  (например,  непра-
вильно установить уплотнительное кольцо), как ни старайся — отбалансировать ро-
тор не удастся. Бывает, при испытании на рабочих режимах под действием центро-
бежных сил разрушаются лопатки крыльчаток. Если бы эти скрытые дефекты про-
явились при эксплуатации — можно представить возможные последствия для мото-
ра. 

Экспертиза  турбокомпрессора,  с  которой  мы  ознакомились  довольно-таки  по-

верхностно, как начинается, так и заканчивается — бумагой. По результатам работы 
эксперт  оформляет  акт,  в  котором  излагается  вывод  о  техническом  состоянии  тур-
бины. Если обнаружена неисправность, указываются вероятные причины ее возник-
новения  и  рекомендации  по  их  устранению.  Это  особенно  ценно:  не  выяснив  и  не 
устранив причину отказа, можно менять одну турбину за другой с одним и тем же 
финалом, грешить на продавца, производителя и собственную «невезуху». 

Кстати, чаще всего клиенты эксперта жалуются: «Купил новую турбину, поста-

вил, а она течет! Брак!» В этом стоит разобраться.  

Все  течет…  Так  утверждал  древнегреческий  философ-материалист  Гераклит. 

Уместно дополнить его глубокую мысль: «…текут и турбины». Вопрос — почему? 
Для  «знатоков»  турботехники  это  не  вопрос:  «Износились  сальники…»  (вариации: 
«некачественные сальники», «китайские сальники» и т.п.). Ответ неверный хотя бы 
потому, что сальников в конструкции турбины нет. Центральный корпус подшипни-
ков  с  обеих  сторон  (со  стороны  турбины  и  компрессора)  герметизируется,  но  не 
сальниками,  а  бесконтактными  динамическими  уплотнениями  лабиринтного  типа. 
Лабиринт  —  зазор  сложной  формы,  который  образуется  между  поверхностями  ка-
навки, выполненной на валу ротора, и входящего в нее кольца прямоугольного се-
чения (аналогичного поршневому). Разрезное кольцо за счет упругости фиксируется 

 

 
 

373 

в  корпусе  подшипников.  Когда  вал  с  канавкой  вращается  относительно  неподвиж-
ного  кольца,  в  «лабиринте»  между  ними  создаются  локальные  зоны  повышенного 
давления. Этим достигается не абсолютная, но приемлемая непроницаемость уплот-
нения  для  газов  и  вязких  жидкостей.  Зачем  нужно  герметизировать  центральный 
корпус турбокомпрессора? Уплотнение со стороны турбины изолирует его полость 
от  отработавших  газов,  вращающих  турбинное  колесо.  Если  двигатель  исправен, 
давление  внутри  центрального  корпуса  подшипников  практически  атмосферное  — 
он соединен с вентилируемым картером мотора трубкой для слива масла. В корпусе 
турбины  давление  всегда  избыточное.  Не  будь  уплотнения,  горячие  отработавшие 
газы прорывались бы в центральный корпус, а через него и в картер двигателя, что 
имело бы многочисленные негативные последствия. Собственно, так и происходит, 
когда эффективность уплотнения с турбинной стороны снижается. Обычно работо-
способность уплотнения нарушается в результате механического износа его элемен-
тов  (кольца  и  канавки),  который,  в  свою  очередь,  является  следствием  увеличения 
подвижности ротора (осевой и радиальной) из-за выработки подшипников. 

С противоположной, компрессорной стороны наблюдается другая картина. По-

ка  давление  наддува  не  достигло  заметной  величины  (в  режиме  холостого  хода  и 
пониженных  оборотов  двигателя),  под  крыльчаткой  компрессора  создается  разре-
жение. В этом случае уплотнение препятствует истечению картерных газов с парами 
масла из центрального корпуса во впускную систему. По мере увеличения давления 
наддува функция уплотнения меняется — оно предотвращает прорыв наддувочного 
воздуха в картер двигателя. Поскольку вынос масла наиболее вероятен именно через 
компрессорную сторону, здесь применяют дополнительные меры защиты: маслоот-
ражающие экраны, шайбы или буртики на валу ротора, а иногда и двойные  «лаби-
ринты».  Почему  иногда  все  это  оказывается  тщетным?  Прежде  всего  нужно  сми-
риться  с  такой  крамольной  мыслью:  уплотнения  вала  герметичны  не  «на  все  сто». 
При нормальных рабочих условиях их все же преодолевают и отработавшие газы, и 
картерные газы с масляным туманом, но, подчеркнем: в мизерных, допустимых ко-
личествах. Поэтому любая исправная турбина расходует какое-то количество масла. 

В любом турбодвигателе напорные патрубки (после компрессора) будут замас-

лены. У разных моторов — в разной степени, зависящей от их конструктивных осо-
бенностей и технического состояния. Допустимый расход масла оговаривается про-
изводителем мотора, а контролируется не иначе как по убыли уровня масла в карте-
ре. Проницаемость лабиринтных уплотнений не неизменна — она возрастает с уве-
личением перепада давления между «внутри» и «извне». Так, вынос паров масла че-
рез  компрессорную  сторону  повышается  в  режиме  холостого  хода,  когда давления 
наддува нет и разрежение под компрессорным колесом наибольшее. Именно поэто-
му  производители  турбокомпрессоров  советуют  избегать  продолжительной  (более 
20–30  мин.)  работы  турбодвигателя  на  холостом  ходу.  За  это  время  значительное 
количество масла в виде масляного тумана попадает во впускную систему и далее в 
камеру  сгорания.  «Потарахтел»  на  холостых,  «газанул»,  и  из  выхлопной  трубы  — 
сизый дым! Сильно засоренный  воздушный  фильтр  усугубляет ситуацию. С таким 
даже на номинальных оборотах мотора за колесом компрессора может создаваться 
ощутимое разрежение, провоцирующее повышенный вынос масляного тумана. 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   90  91  92  93  94