Принцип и отличия работы электронного, пневматического и вакуумного актуаторов

Принцип и отличия работы электронного, пневматического и вакуумного актуаторов

Турбина автомобиля нуждается в защите от возможных перегрузок при работе двигателя на повышенных оборотах. С этой целью в конструкцию турбонаддува включено специальное устройство – актуатор турбины.

Этот элемент еще имеет название: «регулятор давления», «вестгейт» или «вакуум-регулятор». Актуатор – это клапан, через который выхлопные отработавшие газы выходят наружу, минуя турбинное колесо. Если Ваш автомобиль «не едет», имеет потерю мощности, едет рывками, возможно причина в актуаторе турбины.

Актуаторы в турбинах бывают нескольких видов.

В зависимости от конструкции наддува предохранительные клапаны разделяются на механические и электронные. Обычный пневматический актуатор срабатывает под воздействием избыточного давления выхлопных газов. В закрытом положении пружина удерживает мембрану диафрагмы. При возрастании давления в турбине пружина не в состоянии сдерживать заслонку клапана и отпускает ее. Часть газов уходит в обход крыльчатки, скорость вращения турбонаддува снижается.

Электронный актуатор турбины получает управляющее воздействие от ЭБУ двигателя внутреннего сгорания. На основании информации, полученной от многочисленных датчиков (детонации, давления в впускном коллекторе, расхода воздуха и пр.), на вакуумрегулятор с электронного блока управления поступает команда закрыть/открыть клапан. Как и все сложные устройства, электронный актуатор турбины иногда выходит из строя. Причиной поломки становятся неисправности самой турбины: износ подшипников, закоксовывание изменяемой геометрии турбины, обрыв ротора, попадание посторонних частиц внутрь турбины. Это приводит к тому, что электромотор прилагает большие усилия, чтобы сдвинуть геометрию, при этом изнашиваются и ломаются пластиковые шестерни и сам электромотор.

Вакуумные актуаторы выходят из строя реже чем электронные. Причинами являются элементарное старение пружины и мембраны, износ соединения штока с клапаном вестгейта. Другие причины, это внешние воздействия, попадание масла, песка, воды. Чаще всего вакуумный актуатор меняют на новый, отремонтировать возможно, но есть сложности с поиском запчастей.

Мастера по ремонту турбин завода КТСервис, входящий в группу компаний ТЕХПРОМ, обладают всем необходимым инструментарием, запчастями (являемся официальными дистрибьюторами KODE и E&E), технологиями, необходимыми для ремонта турбокомпрессора и настройки актуатора. Ремонт обойдётся минимум в два, три раза дешевле, чем покупка нового агрегата. На практике встречаются турбокомпрессоры, оснащенные актуаторами, которые не продаются, как отдельная запчасть. Тогда ремонт становится просто спасением для наших клиентов. Кроме того, очень важно правильно настроить актуатор после ремонта и установки на турбокомпрессор. В КТСервис есть специализированный стенд СИМАТ для настройки изменяемых геометрий и клапанов байпаса TurboTest Expert — аддаптивная настройка турбины, измерение производительности и коэффициента наддува, имитирующий работу двигателя, что позволяет настроить турбину близко к заводским настройкам. Без соответствующих настроек турбина не будет работать корректно. Настройка турбокомпрессора вместе с актуатором производится только после произведенного ремонта. При выборе сервиса по ремонту турбокомпрессора всегда обращайте внимание как будет производится итоговая настройка агрегата, «на коленке», чем, к сожалению, грешат некоторые недобросовестные сервисы, или на профессиональном оборудовании. Этот, казалось бы, небольшой нюанс может в последствии доставить вам «головную боль» или позволит вашему железному коню служить вам ещё долгое время без нареканий!

Передув турбины дизельного двигателя: симптомы и последствия

Передув турбины дизельного двигателя – это наиболее распространенная проблема, с которой автовладельцы обращаются в специализированные мастерские и СТО. Обычно неисправность связана с выходом из строя блока регулировки наддува. Износ отдельных комплектующих нарушает геометрию нагнетателя, в результате чего наблюдается снижение уровня подвижности рабочих элементов. Отсутствие проворота лопаток влечет за собой потерю давления в рабочей области. Чтобы устранить передув турбины, нужно заменить изношенный функциональный элемент. Эту операцию можно выполнить самостоятельно, но разбор турбокомпрессора – длительный процесс, поэтому лучше всего доверить его квалифицированным специалистам.

Причины передува турбины

Основная причина, по которой наблюдается передув турбокомпрессора – это выход из строя клапана управления. В нормальном режиме работы этот функциональный элемент отвечает за стравливание лишнего уровня давления при работе двигателя на высоких оборотах. При поломке в цилиндры попадает избыточная воздушная масса, поэтому раскручивание силового агрегата происходит в разы медленнее, падает общая мощность, а при нажатии на педаль акселератора наблюдаются специфические провалы.

Как отмечают мастера по обслуживанию и ремонту дизельных двигателей, передув турбины возникает из-за:

• Поломки вакуумного регулятора.
• Неисправностей в механизме клапана управления.
• Засорения каналов топливного типа.
• Нарушения формы и размеров лепестков геометрии.
• Проникновения в рабочую зону турбины мелких частиц и пыли.
• Скопления нагара в корпусе устройства.

Наряду с передувом водители часто сталкиваются и с недодувом за счет заклинивания геометрии. Классические симптомы передува турбины – резкое исчезновение тяги и недостаточные обороты силового агрегата.

Последствия передува турбины дизельного двигателя

Игнорирование неисправности или попытки устранить ее самостоятельно приводят к дополнительным проблемам. Чрезмерное давление чревато выходом из строя двигателя. Топливная смесь при передуве недостаточно насыщается воздухом, что влечет за собой прогорание поршней и клапанов, повышение уровня нагрузки на ЦПГ.

При длительной работе турбины на слишком высокой мощности увеличивается температура. В результате разрушается защитная масляная пленка мотора, детали быстро изнашиваются. Вал турбокомпрессора прикипает к подшипнику, что оборачивается дорогостоящим ремонтом.

Как устранить передув турбины?

Первый шаг – обратиться в автосервис для комплексной диагностики. Некоторые признаки нарушения геометрии можно установить визуально. Для этого специалист снимает вакуумный шланг с пневматического клапана управления, в процессе работы двигателя на холостом ходу. В нормальном рабочем режиме давление штока направлено вниз, а при износе деталей и изменении геометрии плавный ход штока вверх невозможен.

Помимо замены изношенных комплектующих эффективным способом устранения поломки станет чистка деталей. В процессе работы специалисты:

• Удаляют грязь, нагар и копоть с корпуса с применением высококонцентрированных моющих средств.
• Проверяют элементы воздушных каналов на наличие посторонних предметов.
• Подтягивают и подкручивают рабочие элементы турбины.
• Чистят корпус и воздуховоды.
• Контролируют уровень масла.
• Проверяют состояние патрубков, пружин и иных элементов на предмет целостности.

Если вы не располагаете достаточными умениями и знаниями по обслуживанию и ремонту турбокомпрессоров, лучше обратитесь за помощью в наш сервисный центр. Специалисты Дизель-Мастер пользуются только оригинальными комплектующими, предоставляют длительную гарантию и дополнительный сервис.

Советы на будущее

Чтобы турбокомпрессор дизельного двигателя еще долго радовал вас предельной мощностью, соблюдайте несколько простых правил наших консультантов:

Автоматические защиты турбины

В статье описаны различные защиты паротурбинной установки и причины их срабатывания для теплофикационной паровой турбины.

Защита ТГ предотвращает поломку оборудования агрегатов и обеспечивает его безопасную работу, автоматически отключает турбину и генератор при недопустимых отклонениях одного из параметров. Турбина снабжена системой защит, которая производит автоматическое закрытие стопорного клапана и ГПЗ турбины в случаях:

1. Превышения числа оборотов выше номинального на 10 – 12%.
2. Увеличение осевого сдвига ротора выше ± 1,2 мм.
3. Недопустимого снижения вакуума ниже 0,4 атм.
4. Снижения давления масла в системе смазки турбины ниже 0,25 мм.
5. Повышения давления пара в ПСГ-1 выше 2 кгс/см 2 .
6. Уменьшения перепада давления «масло — водород» на уплотнение генератора ниже 0,3 кгс/см 2 .
7. Повышения уровня масла в демпферном баке до 70 мм выше верха бака.
8. Понижения температуры пара перед стопорным клапаном ниже 505С°.
9. Отключения генератора от действия защит от внутренних повреждений.
10. Повышения температуры острого пара перед турбиной выше 578С°.
11. Понижения давления охлаждающей воды до 0,5 атм с подтверждением повышения температуры масла до 70С° за масляными охладителями.

Все виды защит, кроме автомата безопасности, воздействуют на эл. выключатель турбины, при срабатывании которого через АБ закрывается стопорный клапан, регулирующие клапана, поворотные диафрагмы. Обратные клапана отборов закрываются при закрытии стопорного клапана и отключении выключателя генератора. Защита от недопустимого возрастания числа оборотов при неисправном действии органов регулирования скорости снабжена двумя бойками кольцевого типа, настроенных на срабатывание при 3330 – 3360 об/мин и давлением масла за импеллером. Для останова турбины можно воздействовать на выключающую систему (АБ) нажатием кнопки на переднем блоке турбины и дистанционно с ГрЩУ поворотом ключа отключения турбины в любую сторону. Для управления защитами на пульте 14а установлен переключатель защиты и ключ аварийного останова турбины. На панели 95 реле защит имеются накладки и реле с блинкерами. При отключении турбины выпадает только блинкер защиты, от которой отключилась турбина.

Описание защит

1. Аварийное падение вакуума в конденсаторе

При понижении вакуума в конденсаторе до недопустимой величины загорается сигнал «Вакуум недопустим», закрывается ГПЗ и регулирующий шиберный клапан на байпасе. Специальное реле выдаёт импульс на эл. магнит защиты, который воздействует через АБ на закрытие стопорного клапана, регулирующих клапанов и поворотных диафрагм, загораются сигналы «Блинкер эл. магнита защиты не поднят», «Стопорный клапан закрыт». При посадке стопорного клапана закрываются обратные клапана на отборах турбины. После открытия обоих соленоидных клапанов группы ПНД-4 даётся импульс на отключение генератора и загорается сигнал «Обратные клапана отборов закрыты». При закрытии стопорного клапана и открытии обоих соленоидных клапанов группы ПНД-4, при наличии импульса от защиты по вакууму на отключение турбины, генератор отключается без выдержки времени. Если импульс на отключение нет или завис хотя бы один соленоидный клапан группы ПНД-4, то отключение генератора произойдёт через 3 минуты после посадки стопорного клапана.

В каких точках паропровода устанавливать прерыватели вакуума

Знакома ситуация, когда до недавних пор нормально действующий паропровод вдруг окутывается клубами пара, в системе падает давление, а потребители не получают достаточного количества тепла? Как правило, это значит одно — нарушена герметичность трубопровода вследствие повреждения труб или их соединений. В подобных проблемах обычно винят усталость металла, неправильный монтаж, гидроудары. Но совершенно забывают еще об одной возможной причине — образование вакуума в системе.

Вакуум в паропроводах может образовываться в результате резкой остановки подачи пара при закрытии клапана. Например, при выходе из строя парогенератора, отключении насоса, остывании, дренаже или в системах с регулируемой подачей пара. При таких ситуациях находящийся в паропроводе пар начинает конденсироваться, уменьшаясь в объеме, вследствие чего и образуется вакуум.

Значительное понижение давления в системе способно провоцировать обратное движение конденсата в теплообменник (гидроудар), вызвать деформации стенок оборудования (сплющивание, вогнутость, замятие), механические повреждения парогенератора и теплообменных аппаратов, нарушение целостности имеющихся уплотнений и т.д.

Предотвратить подобные проблемы можно с помощью установки на паропроводе прерывателей вакуума. В большинстве случаев их рекомендуется монтировать непосредственно перед теплообменным оборудованием. Однако такой вариант монтажа подходит не для всех паровых систем. В этой статье Андрей Шахтарин, руководитель компании «КВиП», расскажет, как правильно выбрать место установки прерывателя вакуума, чтобы он был максимально эффективен.

Что представляет собой прерыватель вакуума и как он работает

Прерыватель вакуума имеет очень простую конструкцию — в корпусе из прочной нержавеющей стали размещен шаровой элемент, служащий запорным клапаном. При наличии нормального давления в системе шар препятствует выходу пара из паропровода. При образовании вакуума смещается с седла и запускает воздух в систему, тем самым регулируя давление в трубопроводе и исключает его снижение ниже атмосферного.

Благодаря такой конструкции устройство может выполнять сразу две функции — не только уравновешивать давление в системе, но и выступать в качестве конденсатоотводчика. Кроме того, оно практически не реагируют на воздействия внешней среды и способно проработать длительное время без необходимости замены.

Места монтажа

Как правило, вакуумные прерыватели рекомендуют ставить возле автоматического воздухоотводчика для пара (термостатического конденсатоотводчика), что вполне разумно.

В случае внезапной остановы паровой системы и резкого образования вакуума прерыватель мгновенно срабатывает и запускает воздух в паропровод, выравнивая давление. После повторного запуска парогенератора воздушник стравливает этот излишний воздух, так как присутствие неконденсируемых газов в трубопроводе при работе может нанести вред системе (подробнее читайте в этой статье). В этом случае прерыватель, как и воздухоотводчик, устанавливают непосредственно перед паропотребителем. Причем необязательно в самой верхней точке системы, в принципе, место установки не регламентируется СНиП.

Такая комбинация отлично работает на пароводяных теплообменниках. Во-первых, вакуумный прерыватель успевает сработать при останове — если краны открыты, то место его установки не имеет особого значения. Во-вторых, если расположить его на выходе, то при эксплуатации устройство будет засоряться и «плеваться», так как в рабочем режиме будет постоянно контактировать с конденсатом, образующимся при прохождении пара через теплообменник.

Немного сложнее все с паровыми системами, обслуживающими оборудование с паровой рубашкой, паровоздушные калориферы, теплообменники и другие аналогичные устройства. Здесь змеевики теплообменников гораздо шире и конденсация пара происходит на большей площади. Поэтому при резкой останове системы прерыватель вакуума просто не успевает запустить достаточное количество воздуха, необходимого для выравнивания давления. Поэтому:

для паровоздушного оборудования небольшой мощности можно ограничиться установкой прерывателя, встроенного в конденсатоотводчик;

для теплообменников средней мощности достаточно поставить отдельный вакуумный прерыватель на выходе (в паровоздушных системах здесь нет конденсата);

для мощного оборудования с расходом пара, измеряемым в тоннах/час, устройства с повышенной производительностью ставятся и на входе, и на выходе.

Подбирают прерыватель вакуума исходя из его пропускной способности и предполагаемых перепадов давления в системе. В компании «КВиП» вы можете получить подробную консультацию по особенностям этой продукции и приобрести прерыватель вакуума по доступной цене. Обращайтесь к нашим специалистам любым удобным для вас способом.

FAQ Схемы вакуумных магистралей двигателей VAG (ALH, AHF, ASV, AFB, ARL, ASZ, AXR, AFT, AVB, BMN, BMR и др)

1 — Вакуумный исполнительный орган заслонки впускного коллектора
2 — Переключающий клапан заслонки впускного трубопровода -N239-
3 — Распределитель
4 — Обратный клапан
белый разъем указывает на электромагнитный клапан ограничителя давления наддува -N75-
5 — Мембранный механизм вакуумного регулятора
6 — к воздушному фильтру
7 — Электромагнитный клапан ограничения давления наддува -N75-
8 — Вакуумный исполнительный орган
— для регулировки давления наддува
— Узел турбонагнетателя, не заменяется отдельно
9 — Клапан системы рециркуляции ОГ -N18-
10 — Механический клапан системы рециркуляции ОГ
11 — Вакуумный насос
12 — Усилитель тормозов
13 — Обратный клапан

Просто заглянул

• 11.09.2013

• #3

IF300883MVS

Просто заглянул

• 11.09.2013

• #4

Kateika

Эксплуататор трудового авто

• 12.09.2013

• #5

От т.Эльзы
В довесок для Октавии

И для Гольфа3

chveyk

Просто заглянул

• 01.11.2013

• #6

seric

• 01.11.2013

• #7

Схема двигателя AFB

1 — к вентиляционному выводу на корпусе воздушного фильтра
2 — Вакуумная магистраль
к вакуумному рессиверу и соответственно к вакуумному насосу
3 — Вакуумная магистраль
от электромагнитного клапана ограничения давления турбонаддува -N75- к вакуумному резервуару
4 — Усилитель тормозного привода
5 — Вакуумный рессивер
Место расположения: в передней левой колесной нише под локером колесной арки
6 — Обратный клапан
Установочное положение (светлая/темная сторона): Как показано на рис.
7 — Вакуумный насос
8 — к переключающему клапану заслонки впускного коллектора -N239-
9 — Вакуумная магистраль
от клапана рециркуляции ОГГ -N18- к механическому клапану системы рециркуляции ОГ
10 — Электромагнитный клапан ограничения давления наддувочного воздуха -N75-
проверить в режиме „Ведомый поиск неисправностей“
11 — Клапан рециркуляции ОГ -N18-

Egorka161

Завсегдатай

• 01.11.2013

• #8

seric

• 01.11.2013

• #9

Сокращенные буквенные обозначения двигателя ARL, ASZ, AXR

1 — вакуумный клапан
— для сокращенных буквенных обозначений двигателя ARL, ASZ для переключения всасывающего патрубка
— для сокращенного буквенного обозначения двигателя AXR для переключения рециркуляции ОГ
2 — Обратный клапан ОГ -N18- (электро-пневматический)
3 — Переключающий клапан
— для сокращенных буквенных обозначений двигателя ARL, ASZ для переключения всасывающего патрубка -N239-
— для сокращенного буквенного обозначения двигателя AXR для переключения рециркуляции ОГ -N345-
4 — Электромагнитный клапан для ограничения давления нагнетания -N75-
5 — обратный клапан
— белое подключение к клапану переключения для заслонки всасывающего патрубка → Поз., к электромагнитному клапану для ограничения давления нагнетания -N75- → Поз. и к вакуумном ресиверу
6 — Вакуум-ресивер
7 — Воздушный фильтр
8 — Анероид
— для регулирования давления нагнетания
— Составную часть турбонагнетателя заменить нельзя.
9 — Обратный клапан ОГ (механический)
-составная часть всасывающего патрубка
— заменяется только в сборе с всасывающим патрубком
10 — Вакуумное подключение
— между тандемным насосом и усилителем тормозного привода