Турбокомпрессоры с переменным соплом были впервые представлены в промышленности компанией Garrett в середине 90-х годов и в настоящее время устанавливаются на большинство дизельных двигателей. Именно внедрение технологии переменных сопел (также известной как переменная геометрия) в турбинах одновременно с системами впрыска топлива Common Rail привело к огромному росту популярности дизельных двигателей малого объема в легковых автомобилях.
С течением времени уровень выбросов продолжал снижаться, поскольку автомобили разрабатывались в соответствии с нормами Euro 4, 5 и 6. В результате этих изменений технология двигателя и технология турбонаддува усложнились, а настройки и управление регулируемыми соплами турбокомпрессора стали более важными для правильной работы турбокомпрессора. Это создает новые проблемы для ремонтников турбокомпрессоров, поскольку для правильной настройки турбокомпрессора на более поздних моделях теперь требуется дополнительное специализированное оборудование в виде установки для регулировки воздушного потока.
На протяжении многих лет между производителями оригинальных турбокомпрессоров и специалистами по ремонту турбокомпрессоров ведутся споры о том, можно ли ремонтировать турбокомпрессор.
В течение последнего десятилетия технологии производства автомобилей продолжали совершенствоваться с целью снижения уровня выбросов вредных веществ в атмосферу для соответствия нормам Euro 4, 5 и 6. В результате этих изменений технология двигателей и турбин усложнилась, а настройки и контроль таких усовершенствований, как регулируемые форсунки, стали более важными для правильной работы турбины. Это ставит новые задачи перед ремонтниками турбин, поскольку для правильной настройки турбины на более поздних моделях теперь требуется дополнительное специализированное оборудование в виде установки для регулировки воздушного потока.
Что такое турбонасадка с переменным распылением?
Когда турбокомпрессор подбирается к двигателю, инженеры должны сбалансировать низкоскоростной отклик с высокоскоростной эффективностью. Регулируемое сопло (также называемое изменяемой геометрией) предназначено для изменения площади впуска выхлопных газов в зависимости от частоты вращения двигателя, чтобы точно соответствовать требованиям двигателя к наддуву. При работе на низких оборотах лопатки сопла перемещаются в положение «закрытая лопатка», чтобы уменьшить площадь сопла — это увеличивает скорость газа через турбонагнетатель, улучшая реакцию на низких оборотах двигателя — подобно сжатию конца трубки шланга, чтобы сделать струю воды более мощной. При увеличении оборотов двигателя привод перемещает лопатки сопла в полностью открытое положение, чтобы максимально увеличить поток выхлопных газов.
Точность установки лопастей
При изготовлении новой турбины с регулируемым соплом положение лопаток устанавливается с помощью точного оборудования для измерения расхода воздуха, которое гарантирует, что положение «минимального открытия лопаток» установлено для пропускания определенной массы воздуха через лопатки. Если лопатки слишком закрыты, это может привести к завоздушиванию двигателя и чрезмерному разгону турбины. Если лопатки установлены слишком широко, турбина будет иметь слишком большое «запаздывание» и не будет реагировать так, как должна.
Традиционные методы настройки лопаток при ремонте турбины могут давать довольно большие погрешности в расходе воздуха. Измерение рычага привода часто производится по литой поверхности корпуса подшипника, положение которой не контролируется точно при изготовлении. Однако, поскольку старые двигатели допускали довольно большие погрешности в расходе воздуха, отремонтированный турбокомпрессор все равно работал хорошо по сравнению со сломанным турбокомпрессором, который он заменил, поэтому владелец автомобиля остался доволен результатом. При ремонте старых турбин положение регулируемого сопла должно было сильно отклоняться, прежде чем производительность становилась неприемлемо низкой или ЭБУ отмечал проблему. С точки зрения OEM это неприемлемо и является причиной отсутствия поддержки ремонта.
Сегодняшние турбомоторы
В последние годы, по мере совершенствования двигателей для соответствия более жестким нормам выбросов Евро, контроль над всей системой воздух/топливо значительно улучшился. Многие автомобили премиум-класса перешли на электронное управление, которое обеспечивает позиционную обратную связь с ЭБУ. Некоторые более продвинутые турбоконтроллеры теперь находятся в CANbus, напрямую связываясь с системой впрыска и датчиками массы воздуха, чтобы быстрее реагировать на требования двигателя. Для таких турбокомпрессоров настройки являются правильными и принимаются ЭБУ — или нет, что приводит к появлению предупреждающих ламп, режиму «хромой дом» или отказу от запуска.
По мере поступления на вторичный рынок все большего количества автомобилей, соответствующих стандарту Евро 5, проблемы будут возникать и дальше, и для некоторых турбомоделей проточка турбины станет необходимостью, которая возможна только в мастерских, имеющих соответствующее оборудование. Это, естественно, означает, что старые турбокомпрессоры также будут чаще ремонтироваться с использованием оборудования для регулировки потока воздуха, что приведет к дальнейшему улучшению рынка ремонта турбокомпрессоров.
Наличие установки Air Flow Rig
Как спрос на рынке привел к появлению нескольких высокоскоростных машин VSR, так и спрос на установки для настройки воздушного потока. За последние 10 лет необходимость точной настройки воздушного потока турбокомпрессора была хорошо понята авторитетными ремонтниками, которые признали, что угадывать положение лопаток недопустимо. В результате, в отсутствие оборудования на рынке, многие качественные ремонтники разработали собственное оборудование для точной настройки воздушного потока турбокомпрессоров, что дало им конкурентное преимущество и заметное снижение гарантийных обязательств, а также укрепило их репутацию как качественных ремонтников. В последние годы на массовый рынок вышло несколько различных установок для настройки воздушного потока. Это хорошая новость для ремонтной индустрии и для клиентов, ищущих качественный вариант ремонта, поскольку планка качества была поднята еще выше.