для чего байпас на турбине
О том как работает стоковый байпас и как умерла моя турбина.
«У меня была калдина, я её любил, у меня была турбина, сурдж её убил». =)
Всем привет, обещал историю о смерти турбины, пишу! Будет много текста =)
Как я написал в предыдущем посте, при установке фронтальника радовался я не долго, а если быть точнее примерно 4000 километров(2500 из которых трасса из Красноярска до Екб), после чего при запусках мотора после коротких стоянок на горячую, я начал замечать синеватый дымок из глушителя.
Подозрение сразу упало на турбину, т.к. был замечен менее резкий и дёрганый выход на буст 1,3 бара, сложив 1+1 я понял, что еще чуть чуть, и можно доездится… Первым делом скинул впускную гофру и проверил люфт, осевой около 1 — 1,5 мм — беда!, осевого быть не должно, ну все думаю, не держит турбина от селики такой буст и такие обороты на фронтальнике…(((, но как оказалось дальше, все намного интереснее. Вообщем — ставлю на зиму сток конфиг с топ маунт куллером и сток турбиной обратно =D, а турбу CT20B Разбираем!
1) Первое что бросается в глаза это то, что немного погрызло холодный хаузинг крыльчаткой:
2) Крыльчатке пофиг, она чуток сточилась )))
3) Внешняя осевая втулка протерла корпус запирающей крышки с резинкой (в сторону впуска — ЭТО ВАЖНО!), уплотнительное колечко по впускной стороне родило маленькую близняшку )))))
4) Пластина масло подачи на осевые втулки — протерло так же в сторону впуска!
5) Масло канал в осевой пластине был не забит, проверял на просвет.
6) По турбинной части так же видны следы того что вал натирал корпус своим смещением в сторону впуска!
После увиденного стало понятно, что в смерти турбины виноват так называемый «Turbo Surge или Flutter»,
который при сбросе газа резко тянул ось турбины и крыльчатку в сторону впуска, тем самым разрывая масляный клин за счет резкого смещения и высоких оборотов турбины и протирая метал втулки. И самое смешное, даже с байпасом при сбросе газа(особенно с давления 1,2 бара), я еле-еле слышал очень тихие звуки Surge, 1 или 2 «ШутТю-тю», и не предавал этому значения, как оказалось зря.
7) Далее была найдена причина — Газовый редуктор!, но не он сам, а именно его «огромная» мембранная камера, которую я по не знаю подключил в вакуумную магистраль байпаса, тем самым сильно снизив реакцию клапана на открытие.
В ВАКУУМНУЮ МАГИСТРАЛЬ БАЙПАСА НЕЛЬЗЯ ВООБЩЕ НИЧЕГО ПОДКЛЮЧАТЬ!
8) Схема того, как был подключен редуктор:
Все о байпасе…или какой тюнинг делать не стоит!
Назначение, устройство, неисправности, диагностика, тюнинг
Байпас, или перепускной клапан, является одной из самых важных и тюнингуемых деталей турбированного двигателя. На схеме — №14
Месторасположения байпас в двигательном отсеке Пассат (байпас обозначен красной стрелкой)
Байпас обозначен красной стрелкой :
Вид спереди (со снятой мордой)
Помпаж (фр. pompage) — срывной режим работы динамического компрессора вызывающий пульсации давления на его выходе и ударные нагрузки на лопатки. Помпаж компрессора в турбореактивном двигателе приводит к его неустойчивой работе или остановке. Помпаж турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания приводит к неустойчивой работе, детонации (в бензиновом двигателе) или дымлению (в дизельном двигателе), падению мощности.
На слух это проявляется часто так :
Для предотвращения этого эффекта и был разработан байпас — перепускной клапан, задача которого сбросить наддутый турбиной избыток в момент резкого закрытия дросселя — на её вход — перед холодной крыльчаткой, в результате чего этот избыток как-бы закольцовывается с выхода холодной крыльчатки турбины на её вход, делая, кстати, достаточно полезную работу — подкручивает крыльчатку в момент, когда движение выхлопных газов практически отсутствует (в случае полного отпускания педали форсунки впрыск не осуществляют) или снижается; тем самым уменьшается некоторый лаг при последующем нажатии на акселератор. Открытие байпаса осуществляется за счет разрежения, создаваемого во впускном коллекторе в момент резкого закрытия дроссельной заслонки (за счет вакуума преодолевается сопротивление возвратной пружины клапана), а так же, на более поздних моторах 1.8t, c помощью клапана №249, открывающим доступ к вакуумному бачку системы управления клапанами Байпаса и CВВ. Как грамотно обойти этот клапан и сделать электронную педаль более отзывчивой — есть в моей статье
Основные режимы работы байпасного клапана :
ХХ — приоткрыт разрежением, создаваемым во впускном коллекторе
Наддув — закрыт, за счет избытка во впускном коллекторе, создающим воздействие на диафрагму, а так же силой возвратной пружины.
Принудительный ХХ (резкое закрытие дросселя в момент движения на передаче. Для механики — без выжима сцепления) — клапан открыт полностью за счет высокого разрежения во впускном коллекторе.
Здоровье байпаса — очень важный момент. Если резиновая диафрагма внутри байпаса имеет негерметичность, то это приводит к лагу в начальный момент ускорения, сваливанию буста, как и оверспину турбины, причем — чем больше негерметичность (площадь и количество отверстий в диафрагме) — тем выше эти моменты. Для проверки этого достаточно попытаться создать разрежение ртом через управляющий шланг байпаса №16 на схеме (шланг малого диаметра, который идет на впускной коллектор или 249 клапан — в зависимости от двигателя) — если разрежение создается — значит клапан живой, если же нет (воздух проходит в момент всасывания), то диафрагма клапана негерметична, и клапан требуется заменить. Этот способ проверки справедлив только в случае целостности управляющего шланга и мест его соединений — целостность шланга выявляется в момент опрессовки двигателя через создание избыточного давления в воздухоподающей системе и системе ВКГ. После чего, исключив опрессовкой негерметичность управляющего шланга, можно преступить к проверке клапана методом вакуумизации через него. Имейте в виду, что состояние этого шланга имеет огромное значение, ибо, при его негерметичности вы получаете не только прямой подсос воздуха в коллектор, в обход расходомера, но и отсутствие управление клапана разряжением в коллекторе, в результате чего клапан будет закрыт постоянно, а ротор турбины будет жестко получать по зубам.
Есть еще один негативный момент — подтравливание уплотнения центральной поршневой части байпаса — проще говоря негерметичность основной «затычки» между штуцерами клапана. Эффект от этого очень сходен с эффектом от дырявой мембраны клапана. Проверить это можно только при полном демонтаже клапана и созданию давления в боковом штуцере (желательно равным фактическому давлению наддува вашего мотора, или несколько его превышающим. Проверка созданием давления ртом — это минимум, не всегда объективный, особенно на чипованных двигателях) — если при создании требуемого избытка в боковом штуцере клапан не продувается, значит он герметичен и не будет подспускать в момент создания давления наддува, так что величина создаваемого давления при проверке должна несколько превышать величину пикового давления наддува, создаваемого турбокомпрессором, установленным на двигателе Вашего автомобиля.
На фотографиях ниже показано внутреннее устройство байпасного клапана и его составные части, а так же дырявые диафрагмы, вычислить которые возможно путем создания вакуума ртом через управляющий шланг тонкого штуцера, при условии, что шланг и элементы его крепления целы.
В первой части статьи было рассмотрены основы, чтобы, так сказать, приступить к самому важному процессу — так всеми любимому ТЮНИНГУ.
По этой ссылке можно подробно изучить внутренее устройство подобного клапана и сервисные операции, необходимые для его функционирования.
Еще один вариант тюнингового байпаса — более простой и старый :
Вот такие внутренности — вполне типичные для подобных изделий.
Теперь, что касается блоу-офф на эти моторы, т.е. клапана, cтравливающего избыток в атмосферу через свисток при резком закрытии дросселя (Девочкам ндравится ) — пшики, как я их называю.
Хотя, для тех, кому совсем неимется — есть промежуточное зло — так называемый Сплиттер, в котором лишь малая часть сваливается в атмосферу через свисток, но пшик маловат, соответственно, больше похож на писк, хотя множество подобных клапанов регулируется в этом направлении. Моё мнение — я против, ибо расхождение по посчитанному и фактическому воздуху всё же будет, даже при малом пшике, хотя дело ваше.
По этой ссылке можно ознакомиться с правилами установки и внутреннего устройства Сплиттера (конкретно эта модель имеет ОБРАТНУЮ от заводской установку. Не ставьте свой заводской байпас по схеме, изложенной в руководстве. Правило установки стокового байпаса рассмотрены ниже)
BLOW OFF и байпас турбины.
В турбированном двигателе турбина нагнетает воздух через интеркулер во впускной коллектор. В впускном коллекторе есть дроссельная заслонка, которая закрывается, когда вы резко отпускаете газ. В этот момент турбина продолжает вращаться и нагнетать воздух. В системе появляется избыточное давление, которое превышает давление наддува. Образуется своеобразная обратная волна, которая бьёт по крыльчатке турбины. Это очень негативное явление, которое может привести к износу крыльчатки турбины и может даже разрушить её. Для того, чтобы этого не происходило, ставят клапана сброса избыточного давления BLOW OFF.
Как работает клапан BLOW OFF?
BLOW OFF имеет внутри корпуса клапан, который позволяет стравить избыточное давление воздуха наружу, проще говоря в подкапотное пространство. Для управления этим клапаном используется вакуумная камера. Во впускном коллекторе, при закрывании дроссельной заслонки, появляется разрежение, которое тянет за собой мембрану, а она уже в свою очередь открывает клапан, сбрасывая лишние давление. Система полностью механическая и достаточно надежная. Клапан Блоу офф продлевает жизнь турбины во много раз.
При стравливание воздуха в атмосферу клапан BLOW OFF издает достаточно интересный звук. В зависимости от типа выбранного Блоу офф, может меняться и издаваемый звук. Производители данных клапанов играются с этими звуками, предлагая покупателям достаточно широкий выбор. Кто-то делать свистящий звук, а кто-то просто пшикающий. Многие владельцы тюнингованных автомобилей хотят получить звук похожий на помпаж турбины. Помпаж турбины — это обратная волна давления воздуха, которая бьет по крыльчатке турбины. Этот эффект является достаточно губительным для турбины.
Байпас
Зачем нужен байпас
Таким образом байпас используется для решения проблемы с обратно поступающим давлением воздуха, а также, позволяет за счет воздуха, который отправляется обратно на турбину, вращаться ей с высокими оборотами, исключая эффект “турбоямы” и провалов в работе.
Где стоит
Расположение байпасного клапана в подкапотном пространстве (обведен красным)
Искать байпас нужно возле турбины. Байпасный клапан установлен в той части впускного коллектора, которая находится после турбины и до дроссельной заслонки. Когда во впускном тракте возникает избыточное давление, байпас просто стравливает его, отправляя обратно во впускной коллектор, на участок перед турбиной. Таким образом давление воздуха во впускном коллекторе снижается до приемлемого уровня.
Какое устройство и работа
Когда происходит закрытие дроссельной заслонки, во впускном коллекторе между ней и мотором создается сильное разрежение, которое за счет силы вакуума сжимает пружину и опускает диафрагму. Воздух стравливается. Управление байпасным клапаном может происходить двумя методами, а его применение будет зависеть от вида исполнения.
Если в классической конструкции байпаса он управляется непосредственно силой вакуума, то в более современных моторах используется электромагнитный клапан. Он отвечает за принудительную подачу вакуума на патрубок байпаса, что позволяет ускорить работу системы и повысить ее эффективность.
Устройство классического клапана байпаса
Устройство байпаса с электромагнитным клапаном
Важный нюанс работы байпаса в том, что в закрытом положении герметичность диафрагмы отвечает еще и за корректную работу системы наддува. Потому что если диафрагма негерметична, то воздух будет уходить через байпас и машина будет медленнее набирает обороты.
Кстати, в версиях для тюнинга резиновая диафрагма чаще всего заменяется металлической круглой пластиной, а за герметичность системы отвечают резиновые уплотнители.
Байпасные клапаны подразделяются на несколько видов:
Классический байпасный клапан
Гибридная версия байпаса
Неисправности байпасного клапана
Среди основных проблем в работе байпаса можно выделить следующие неисправности:
Трещина в резиновой диафрагме байпаса
Проверка
Чтобы проверить герметичность байпаса есть несколько методов. Все они применяются на снятом с автомобиля клапане. Без демонтажа о возможных неисправностях клапана может подсказать только компьютерная диагностика силами специалистов СТО.
Аналогично не должен продуваться боковой штуцер, который находится перпендикулярно к самому тонкому выходу. Хотя здесь для корректной проверки нужно подать сильное давление, равнозначное давлению, которое нагнетает турбина, что не всегда возможно в домашних условиях. Также герметичность на продувание должна сохраняться и со стороны выходного штуцера, который находится напротив самого тонкого.
Процесс проверки байпаса первым методом
Третий метод подходит только для клапанов с электромагнитным управлением. Для этого понадобится диагностический адаптер VAG-COM. Запустив тест соответствующих исполнителей (4-й), на датчик будет подано напряжение и он будет щелкать, что заметно на слух. Дополнить все результаты проверки можно замерами давления турбины.
Обслуживание, подбор и замена
Байпасные клапаны не являются обслуживаемыми деталями и не имеют регламентных интервалов проверки или замены. Они работают до появления повреждений и/или отказа, а затем подлежат замене. Также, при проведения тюнинга не рекомендуется менять классический байпас на блоу-офф, потому что ваш мотор будет “переливать”. Работа двигателя будет нарушена, так как воздух, стравливаемый в атмосферу уже учтен датчиком массового расхода воздуха и по этим данным регулируется подача топлива. Так само не стоит изменять и жесткость пружины либо ставить аналоги вместо оригинала, не всегда они настроены эффективно.
Стоимость
Дешевые неоригинальные байпасные клапаны китайского производства могут стоить до 1000 рублей. Цены на оригинальные клапаны сильно разнятся, но обычно они минимум 4, а то и в 10 раз дороже.
Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене
Еще больше полезных советов в удобном формате
Вкратце общие принципы “турбления турбы”, работы APC, Wastegate и By-Pass
Доходчивое забавное объяснение основных принципов работы
Пусть АРС нет (пока). Едем себе по рулежке, почти холостые, дроссель закрыт, турбинка еле шевелится, давления во впуске нет, тишина, сиди кури. Но как приходит время пульнуть, тут уж давим тапку в пол, после чего:
Компьютер впрыска (ECU Electronic Control Unit, он же “мозги”) по положению дросселя (хотя и не только) соображает про себя, а блин, оченна надо дровишек в котел подбросить и увеличивает длительность импульсов на форсунки впрыска (в механическом впрыске регулятор увеличивает давление топлива). Т.к. дроссель открылся, в цилиндры помимо бОльшего количества чистейшего авиационного керосина к тому же задуло больше воздуха. Мотор закрутился чаще, выхлоп пошел сильнее, раскрутил турбу, она ожила и давай пихать воздух во впускной коллектор, что вызывает соответственно дальнейшее повышение давления в выпускном коллекторе, что дает еще больше во впуск, а оно еще больше в выпуск и т.д. Короче если это дело не остановить насильно (ибо тапку-то с педали мы не думаем снимать), мотору каюк. Накачаем цилиндры так, что клапана через капот вылетят. Тут-то wastegate девайс (клапан сброса давления, то биш) встает с шашкой наперевес и со словами вроде “а не фига так давить тута” пускает часть давления в обход турбы, сбрасывая таким образом давление во впуске до базового (basic boost pressure), что сразу на давлении выпуска сказывается, турбинка перестает раскручиваться ну и все обратно пошло. Сплошная механика, нет тут ни одного п-н-п перехода в помине, и об электронных мозгах и речи нет (это к тому, что в нашем случае компьютер впрыска вряд ли может быть причиной “нетурбления” и сама по себе замена компьютера на турбину вряд ли повлияет).
Базовое давление наддува настраивается штоком с гайкой на wastegate и может быть измерено спец. манометром (по науке делается на ходу, а не на холостых, но об этом ниже). А если базовое давление низкое, то wastegate просто сразу все давление мимо сливает, турба отдыхает. Wastegate закреплен на турбине и похож на вакуумный корректор трамблера. Выходящий из него шток связан с перепускным клапаном.
Кроме того, рядом с турбиной расположен часто упоминаемый в качестве подозреваемого байпасный клапан (by-pass valve), который на самом деле защищает турбину от ударных воздействий при резком закрытии дросселя. Иными словами, дуем мы значит на всех парах, а тут откуда ни возьмись стройная лань выбегает наперерез. Животинку жалко, тут уж тапкой надо бить по тормозам, дроссель бросаем, не до него. Но турба-то раскручена. А куда гонимым турбиной парам деваться в герметичном впускном коллекторе? Некуда. Вот они и шарахаются лбом об закрытую дроссельную заслонку, отскакивают от нее и обратно начинают ломиться, нападают на крыльчатку турбины и давай душить ее обороты. Турба в шоке, а мотор от энтого дела начинает фыркать, трястись и отбрыкиваться. Супротив такого вреда by pass и изобрели в качестве запасного выхода для пара, так сказать. По уму байпас, глядя, что за дросселем разрежение появилось (т.е. гашетка прикрылась), сбрасывает излишнее давление наддува, предохраняя крыльчатку от ударных воздействий. Таким образом, исправный байпас работает только при сбросе газа и не влияет на динамику разгона.
Для элементарной проверки байпасного клапана отсоединяют от впускного коллектора вакуумную трубку, соединяющую клапан с задроссельным пространством, и подают в трубку разрежение. Если разрежение не удерживается, значит диафрагма клапана повреждена. Неисправный клапан вызывает дерганье при открытии дросселя и издает гудящий звук (недаром клапан еще называют hooter valve.
Теперь подключаем АРС (Automatic Performance Control). Система позволяет снять с мотора максимальный перфоманс (читай-мощность) для бензина различного качества (т.е. в зависимости от детонационной стойкости топлива) путем регулирования давления наддува. Другими словами APC повышает давление наддува до момента появления детонации топливной смеси в цилиндрах. Эта гадина имеет свои мозги (блок управления) и датчики (давления, детонации, максимального давления), а занимается тем, что дурит wastegate натурально. Пока детонации нет эта APC давление в обход wastegate пускает с помощью соленоидного клапана (в 900х расположен над радиатором, к нему идут три вакуумные трубки и два эл.провода). Ничего не подозревающий wastegate думает себе о своем, мечтает, шашку зачехлил, а во впуске на самом-то деле давление все нарастает, турба свистит як соловей, горизонт на капот наезжает. Тут максимальное давление наддува и наступает (тоже кстати измеряется, и если АРС в норме, а разница с базовым не велика, тогда уж только на саму турбину можно наезжать). Все в панике, что делать? Тут датчик детонации (работает как микрофон на впускном коллекторе) врывается с пеной у рта, документы на стол к блоку управления АРС шварк, напряжение генерит на контактах, я грит оглох уже от ударных волн. АРС деваться некуда, раз такая засада-я грит сматываюсь, и дурилку-соленоид закрывает. Ну тут wastegate опять очухался, с шашкой выбегает и давай давление гасить. Так они за максимальное давление и борются, обеспечивая перфоманс на должном уровне. Такие вот интриги внутри наших моторов разворачиваются.
© Честно скорпировано с саабнета через saabclub.su.
UPD. Преимущества турбокомпрессорного двигателя:
— Соотношение «масса/мощность» у двигателя с турбокомпрессором выше, чем у атмосферного;
— Двигатель с турбокомпрессором менее громоздок, чем атмосферный двигатель той же мощности
— Кривая крутящего момента двигателя с турбокомпрессором может быть лучше адаптирована к специфическим условиям эксплуатации. При этом, например, водитель тяжелого грузовика должен будет намного реже переключать передачи на горной дороге, и само вождение будет более «мягким»;
— Двигатель с турбокомпрессором почти невосприимчив к значительной перемене высоты, тогда как атмосферный на большой высоте теряет мощность
— Двигатель с турбокомпрессором обеспечивает лучшее сгорание топлива. Подтверждением тому служит уменьшение потребления топлива грузовиками на больших пробегах;
— Поскольку турбокомпрессор улучшает сгорание топлива, он также способствует уменьшению токсичности отработавших газов;
— Двигатель, оснащенный турбокомпрессором, работает более стабильно, чем его атмосферный аналог той же мощности, а, будучи меньшим по размеру, он производит меньше шума. Кроме того, турбокомпрессор играет также роль своеобразного глушителя в системе выпуска.