Что такое перепускной клапан турбокомпрессора?
Турбокомпрессоры обещают мощную производительность, но когда внутренний перепускной клапан выходит из строя, эта мощность оборачивается проблемами.
Узнайте о типичных симптомах неисправности перепускного клапана турбокомпрессора (некоторые из которых могут быть весьма тревожными), о причинах их возникновения и о том, во сколько обойдется ремонт или замена вашего перепускного клапана.
Что такое перепускной клапан турбины?
Перепускной клапан турбины (вестгейт) — это важнейший компонент, который можно найти под капотом автомобилей, оснащенных турбокомпрессорами.
Он используется для регулирования максимальной скорости турбины турбокомпрессора, что, в свою очередь, управляет общей производительностью наддува. В результате риск возникновения состояния избыточного наддува в системе принудительной подачи воздуха двигателя значительно снижается.
Как работает перепускной клапан (вестгейт)
Чтобы лучше понять описанный выше процесс, сначала необходимо ознакомиться с основами работы турбокомпрессора. Турбокомпрессор использует энергию выхлопных газов, образующуюся в процессе сгорания, для вращения специализированного колеса турбины, которое направляет сжатый воздух во впускной тракт двигателя.
Этот богатый кислородом воздух идеально подходит для создания более мощного сгорания, особенно когда в каждый цилиндр подается дополнительное топливо.
Перепускной клапан регулирует скорость турбины турбокомпрессора, перенаправляя избыточную энергию выхлопных газов от турбины двигателя при определенных условиях. Проще говоря, максимальная энергия, воздействующая на ведущую (выхлопную) сторону вала турбины турбокомпрессора, эффективно ограничивается соответствующим перепускным клапаном, который, в свою очередь, держит под контролем максимальное давление наддува.
Перепускные клапаны турбин бывают разных видов и могут состоять из внутренней или внешней компоновки в зависимости от применения. Тем не менее, большинство перепускных клапанов турбокомпрессоров включают в себя пружинно-диафрагменный механизм, на который воздействует сжатый воздух, распределяемый через присоединенную линию подачи.
Вот хорошее видео о том, как работают внутренние и внешние перепускные клапаны:
Симптомы неисправного перепускного клапана
Когда перепускной клапан турбокомпрессора выходит из строя, может возникнуть ряд вторичных симптомов, некоторые из которых tend to быть более тревожными, чем другие. Распознавание этих симптомов может оказаться crucial при попытке ускорить ремонт рассматриваемой проблемы.
Вот некоторые из наиболее распространенных симптомов, связанных с неисправным перепускным клапаном.
#1 — Загорается лампочка проверки двигателя
В большинстве случаев проблемы с перепускным клапаном приводят к включению лампочки проверки двигателя автомобиля. Это происходит из-за того, что двигатель не способен достичь желаемого давления во впускном тракте во время работы.
Для обнаружения конкретных диагностических кодов неисправностей (DTC), сохраненных блоком управления двигателем (ECM) автомобиля, и подтверждения того, связана ли проблема с перепускным клапаном, следует использовать сканер OBD2. Вот несколько примеров кодов, связанных с перепускным клапаном: P0234, P0243, P0244, P0245 и P0250.
#2 — Недостаточная мощность наддува
Когда перепускной клапан турбины открыт, выхлопные газы сбрасываются, вместо того чтобы направляться на ведущую (выхлопную) сторону турбины двигателя. В результате давление наддува значительно снижается.
#3 — Снижение расхода топлива
Кроме того, если перепускной клапан остается открытым, для попытки достичь ожидаемой мощности двигателя будет сжигаться избыточное количество топлива. Однако желаемый уровень мощности так и не будет достигнут из-за недостаточного потока воздуха на впуске.
#4 — Нестабильное давление наддува
Если перепускной клапан турбины остается закрытым, риск избыточного наддува двигателя значительно возрастает. В результате часто фиксируются нестабильные или чрезмерные показания манометра давления наддува. Если эту ситуацию быстро не исправить, это может привести к серьезному повреждению двигателя.
Причины проблем с перепускным клапаном турбины
Неисправность перепускного клапана турбины может быть вызвана множеством основных проблем, многие из которых не всегда легко идентифицировать. Однако умение устранять эти проблемы может оказаться crucial при попытке предотвратить повторные отказы перепускного клапана.
Вот некоторые из наиболее распространенных причин выхода из строя перепускного клапана турбины.
#1 — Накопление нагара
В некоторых случаях перепускной клапан может выйти из строя из-за загрязнения нагаром. Когда нагар от выхлопных газов загрязняет внутреннюю диафрагму перепускного клапана, это часто приводит к его неправильной работе.
В самых крайних случаях это загрязнение нагаром может даже привести к разрыву внутренней диафрагмы перепускного клапана.
#2 — Ослабленная пружина актуатора
Перепускной клапан турбины также может выйти из строя из-за естественного износа, когда его пружины актуатора начинают стареть. Когда это происходит, перепускной клапан может начать срабатывать неожиданно, вызывая нерегулярное давление наддува.
#3 — Неправильная регулировка
Иногда внутренние и внешние перепускные клапаны могут требовать регулировки. Процедура достижения этого варьируется в зависимости от конфигурации перепускного клапана. Неправильно отрегулированный перепускной клапан может привести к ряду аномалий в работе.
Стоимость замены и ремонта
Стоимость ремонта или замены перепускного клапана турбокомпрессора может значительно варьироваться в зависимости от модели автомобиля.
В основном это связано с тем, что некоторые внешние перепускные клапаны ремонтировать гораздо проще, чем их внутренние аналоги. Один этот факт может затруднить оценку затрат на ремонт/замену перепускных клапанов.
В целом, вы можете ожидать, что заплатите от 200 до 600 долларов за ремонт или замену перепускного клапана турбокомпрессора вашего автомобиля. Однако, если неисправный перепускной клапан требует замены самого турбокомпрессора, стоимость резко возрастает, часто достигая 2000 долларов и более.
Где находится перепускной клапан?
На сегодняшний день существует два различных типа перепускных клапанов турбокомпрессора: внутренний и внешний.
Как следует из названия, внутренние перепускные клапаны расположены внутри самого турбокомпрессора, будучи заметно прикрепленными к корпусу турбины. Перепускные клапаны этого типа обычно включают пневматический актуатор, заслонку, кривошипный рычаг и шток.
В качестве альтернативы, некоторые турбокомпрессоры оснащены внешними перепускными клапанами, которые расположены между выпускным коллектором двигателя и корпусом турбины на стороне впуска турбины.
Этот тип перепускного клапана регулирует поток воздуха на впуске, отводя поступающие выхлопные газы в случае, если давление наддува превышает свой номинальный порог.
Перепускной клапан или клапан сброса давления?
И перепускные клапаны (вестгейты), и клапаны сброса давления (блоу-офф) предназначены для использования с двигателями с турбонаддувом и служат для снижения риска избыточного наддува. Однако способ использования этих двух компонентов несколько отличается друг от друга, особенно с точки зрения их расположения.
Как упоминалось ранее, перепускные клапаны расположены перед турбиной, вдоль выпускного коллектора двигателя или, альтернативно, в корпусе турбины самого турбокомпрессора.
Напротив, клапаны сброса давления расположены во впускном тракте двигателя, после самой турбины. Эти устройства сбрасывают избыточное давление наддува, а не предотвращают его накопление, как это делает перепускной клапан.
Все ли автомобили с турбонаддувом имеют перепускные клапаны?
Двигатели с турбонаддувом и перепускные клапаны идут рука об руку, подавляющее большинство турбированных двигателей оснащены перепускным клапаном того или иного типа. Тем не менее, есть несколько исключений из этого общего правила, наиболее распространенное из которых касается более новых и продвинутых турбин с изменяемой геометрией.
Турбокомпрессор с изменяемой геометрией уникален, поскольку он предлагает многие из тех же возможностей ограничения наддува без использования специального перепускного клапана.
Турбокомпрессоры этого типа имеют специализированные лопатки на выхлопной стороне, которые перемещаются в ответ на различные условия эксплуатации. Это движение перераспределяет поток поступающих выхлопных газов, таким образом регулируя скорость турбокомпрессора в целом.
Можно ли эксплуатировать турбину без перепускного клапана?
Большинство двигателей с турбонаддувом, выпускаемых сегодня, так или иначе используют перепускные клапаны. Это связано с тем, что перепускные клапаны служат своего рода устройством защиты двигателя, предотвращая возникновение избыточного наддува.