Как работает турбина на дизельном двигателе ленд ровер

Обновлено: 06.07.2024

Из данной статьи Вы узнаете, что такое система параллельно-последовательного наддува и как она работает на дизельном двигателе 3.0 TDV6, который устанавливается на автомобили Дискавери 4, Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт.

На трех литровом турбо дизеле установлено два турбокомпрессора, левый является основным, правый вспомогательным, и находятся они в нижней части двигателя. На автомобиле 3 литра турбо дизель параллельно последовательный турбонаддув.

Левый основной турбокомпрессор имеет геометрию, которая приводится в действие при помощи актуатора. Именно этот турбокомпрессор выполняет первостепенную роль при начале движения и лишь только потом включается дополнительный турбокомпрессор. Левый турбокомпрессор работает до тех пор, пока обороты двигателя не достигнут пикового значения 2800 об/мин, а затем начнет подключаться вспомогательный турбокомпрессор.

Вспомогательный турбокомпрессор не имеет механизма изменения геометрии, и в задней части правого турбокомпрессора установлен отсечной клапан, который управляется вакуумом. Благодаря вакууму отсечной клапан отсекает турбокомпрессор от выхлопных газов, т.е. выхлопные газы проходят, либо через турбину приводя ее в действие, либо обходят ее мимо и турбокомпрессор не задействована в работе двигателя.

Откуда берется вакуум? На данном автомобиле устанавливается вакуумный насос, который приводится в действие от правого выпускного распределительного вала. От вращательного движения вырабатывается вакуум, который и приводит в действие по сути всю систему управления турбонаддувом.

Существует инструмент под названием вакуумметр, т.е. это пистолет, который принудительно создает вакуум и позволяет диагностировать тот или иной элемент, который управляется вакуумом. На отсечной клапан устанавливается трубочка, и в тот момент, когда Вы начинаете накачивать вакуум, то шток перемещается и при создании вакуума штифт отсечного клапана начинает перемещаться. Таким образом он активирует вспомогательный турбокомпрессор пропуская через турбину выхлопные газы. Именно в этот момент турбокомпрессор начинает свою работу.

Основной турбокомпрессор с изменяемой геометрией обеспечивает оптимальное расположение лопаток турбины на впуске (площадь входа и угол потока), что позволяет эффективно использовать его в самых разных условиях работы. Это ускоряет отклик и создает более высокое давление наддува на небольших оборотах. Угол поворота лопаток турбины определяет, как площадь входа, так и угол потока. Управление этими параметрами осуществляет engine control module (ECM). Регулируемые лопатки позволяют эффективно использовать энергию выхлопных газов, что, в свою очередь, повышает эффективность турбокомпрессора и двигателя.

Когда рабочие параметры двигателя приближаются к предельным значениям основного турбокомпрессора (примерно 2800 об/мин под нагрузкой), программное обеспечение режима двойного наддува в ECM начинает переключение на параллельную работу двух турбокомпрессоров. Дополнительный турбокомпрессор активируется путем открытия клапана отсечки турбины, что позволяет выхлопным газам проходить через турбину. Вначале дополнительный турбокомпрессор не создает давление надува наравне с основным турбокомпрессором. Поэтому первоначальное давление наддува от второго турбокомпрессора передается через клапан рециркуляции на вход чистого воздуха основного турбокомпрессора. По мере повышения давления в дополнительном турбокомпрессоре клапан рециркуляции закрывается и открывается отсечной клапан компрессора для увеличения наддува от дополнительного турбокомпрессора, который направляется в охладитель нагнетаемого воздуха.

Когда дополнительный турбокомпрессор достигает требуемых рабочих параметров, клапан рециркуляции закрывается, а клапан отсечки компрессора открывается. ECM поддерживает работу двигателя в режиме "би-турбо", когда задействованы одновременно основной и дополнительный турбокомпрессоры. Когда ПО режима двойного наддува определит, что двигателю больше не требуется дополнительного наддува, система переключается обратно в монорежим.

Если двигатель работает на холостых оборотах более трех минут, включается дополнительный турбокомпрессор для обеспечения правильной смазки. Это достигается путем повышения давления в полостях подшипников вала турбины через трубопровод, подсоединенный к системе впуска воздуха, и периодического открытия отсечного клапана для включения турбокомпрессора.

Подведя итог, на 3-х литровом турбо дизель левая турбина основная с геометрией, правая турбина вспомогательная с отсечным клапаном. При движении до 2800 об/мин работает левый турбокомпрессор, правый поддувает в левый, т.е. происходит последовательная работа турбокомпрессоров. Как только двигатель выходит на пиковую мощность и обороты двигателя превышают 2800 об/мин правый турбокомпрессор при помощи переключения байпасного клапана перенаправляет поток воздуха прямо в двигатель и таким образом происходит параллельная работа двух турбокомпрессоров.

Из данной статьи Вы узнаете про турбонаддув дизельного двигателя 3.0 TD, который устанавливается на автомобили Дискавери 4 и Рендж Ровер Спорт. Какие неисправности встречаются и что может ожидать владельца на момент эксплуатации данных автомобилей.

У турбины есть входная и выходная магистрали масла, т.е. масло подается, турбина вращается и масло должно сливаться. Но была проблема с трубкой слива масла старого образца, которая заключалась в том, что больно низкий уровень слива масла с правого турбокомпрессора и таким образом турбина не имела достаточного слива масла и в турбине преобладал избыточный объем масла, который выдавливало, либо на выпуск, либо на впуск. Таким образом, турбина, как правило, выходила из строя.

Для устранения данной неисправности необходимо установить трубку слива масла нового образца. Трубка нового образца ставится выше, а на старое место устанавливается заглушка, т.е. заглушка и трубка нового образца по сути это комплект для установки модернизированного слива правого вспомогательного турбокомпрессора. Это очень важный момент, обратите на это внимание специально. Если у Вас установлена старая трубка, то именно эта трубка может стать причинно-следственной связью выхода из строя правого турбокомпрессора, потому что когда у Вас турбина основательно погонит масло, то модернизированная трубка возможно уже не поможет. Уплотнения правого турбокомпрессора скорее всего будут нарушены и такую турбину придется заменить.

Все управление правым турбокомпрессором происходит при помощи вакуума. На отсечном клапане имеется электрический разъем – это датчик положения отсечного клапана. Блок управления двигателем должен получать обратную связь в каком положении находится сам по себе отсечной клапан. Как правило, не можем сказать, что с ним бывает много проблем и они массовые, но неисправность с отсечным клапаном также встречается.

Левый турбокомпрессор имеет аналогичную систему смазки, в верхней части масло подается, в нижней части масло сливается. Проблем со сливом данного турбокомпрессора нет.

Проблема с левым основным турбокомпрессором заключается в том, что при низких отрицательных температурах, как правило, это встречается зимой от 0 градусов и ниже при запуске двигателя в подкапотном пространстве особенно с левой стороны Вы можете услышать вой турбокомпрессора. Если турбина начинает выть, то на это есть предписание завода-изготовителя и технический бюллетень, который предусматривает замену турбокомпрессора, т.е. вой турбины это уже является дефектом. Но, здесь спешить не стоит, если даже турбина воет, да это дискомфортно при эксплуатации, но если она выдает необходимые параметры, то сразу ее можно и не менять.

Помимо турбокомпрессора в обязательном порядке меняется трубка подачи масла и также меняется теплообменник, который находится прямо по центру в развале двигателя. Таким образом, получается левая турбина замена, трубка подачи масла замена и установка модернизированного теплообменника.

Помимо серийных номеров теплообменников Вы можете сверху посмотреть и обратить внимание что на теплообменнике старого образца корпус отлив масляного фильтра гладкий, а у нового образца имеется дополнительный клапан.

В чем же разница? На теплообменнике нового образца установлен дополнительный клапан. Что это за клапан официальной технической информации нет, но у нас есть на это свои предположения. Проблема с левой турбиной – недостаточная подача масла при низких отрицательных температурах, потому что масло при низких отрицательных температурах начинает густеть, и соответственно, соты охладителя скорее всего густое масло не могут пропустить. Зачем при низких отрицательных температурах масло прогонять сразу через теплообменник и охлаждать его? Конечно этого не нужно. Данный дополнительный клапан позволяет обойти именно теплообменник.

На теплообменнике нового образца установлено два клапана, а на старом только один. Когда масло густое, то у Вас высокое давление масла и таким образом вот этот дополнительный клапан продавливается. В тот момент, когда масло нагревается давление падает и дополнительный клапан уже не продавливается и остается закрытым. Благодаря данному клапану при запуске двигателя при низких отрицательных температурах масло обходит теплообменник и поступает из насоса через блок сразу в корпус масляного фильтра.

Таким образом, если вдруг левый турбокомпрессор засвистел, то это говорит о том, что недостаточная подача масла, т.е. скорее всего через маленькие соты масло не может пройти полноценно к турбокомпрессору и турбокомпрессор испытывая масляное голодание выходит из строя начиная издавать свист. Поэтому, если левая турбина у Вас свистит, Вы об этом знаете, и Вы пришли к тому чтобы установить ее новую, обратите внимание на то, что устранена ли причинно-следственная связь, потому что установить новый турбокомпрессор при этом оставив старого образца теплообменник велика вероятность того что через год-два эта турбина опять выйдет из строя.

Что касаемо новой трубки подачи масла на турбокомпрессор. Визуально, когда в руках держишь старую трубку и трубку нового образца разницы не понимаешь. Опять-таки есть предположение, что трубка нового образца скорее всего имеет большее сечение, таким образом пропускная способность масла выше.

Для тех, кто столкнулся с проблемой турбонаддува и испытывает необходимость в замене, например, основного турбокомпрессора, то не спешите покупать его в оригинальном исполнении. Это действительно весьма дорого. Купить китайскую турбину вне зависимости от марки автомобиля практически невозможно. Есть несколько мировых производителей турбин – это Garrett, Mitsubishi, Borg Warner и на трех литровом турбо дизель основной турбокомпрессор стоит Garrett, поэтому по сути приобретая турбину от производителя Garrett вы ничего не потеряете.

Подведя итог, на 3-х литровом турбо дизель левая турбина основная с геометрией, правая турбина вспомогательная с отсечным клапаном. При движении до 2800 об/мин работает левый турбокомпрессор, правый поддувает в левый. Как только двигатель выходит на пиковую мощность и обороты двигателя превышают 2800 об/мин правый турбокомпрессор при помощи переключения байпасного клапана перенаправляет поток воздуха прямо в двигатель и таким образом происходит параллельная работа двух турбокомпрессоров. Левая турбина голодает, а правая турбина в переизбытке масла.

Еще до принятия решения о свапе приводил в порядок по мере возможности автомобиль с двигателям 2.7.

Этому предшествовала поездка в Питер с младшим.

Ну Вы помните:
Люблю тебя, Петра творенье,
Люблю твой строгий, стройный вид,
Невы державное теченье,
Береговой её гранит.

Итак: Нева, Невский, Эрмитаж, Русский музей.

Туда доехали хорошо — примерно за 5 часов. Это было еще до полного открытия М11.
Периодически загоралась желтая лампа "неисправен ручной тормоз". Разъемы за задним левым колесом проверены и обслужены буквально перед поездкой. — Диагноз панель приборов. Решили — обратно дотянем!

Обратно возвращаемся с ошибками по турбине, по панели и по ТНВД.
С периодическими остановками и пересмыкиванием зажигания.

Под конец еле удавалось разогнаться до 120км/ч, потом до 90…
Надо делать.

Начнем с турбины.
Дальше, к сожалению подробно, я устал быть политкорректным и толерантным.

В ЛР-Видное снимаю турбину и, по рекомендации, везу в замечательную фирму
"АВТОКАРАМБОЛЬ"
Россия, г. Москва
ул. 2-я Институтская 7к3
м. Рязанский проспект

В "АВТОКАРАМБОЛЬ" исследуют мою турбину:- актуатор исправен, масло не гонит, нарушена геометрия лопаток в горячей части. Диагноз 28 тыс.

Турбину меняют на восстановленную. Выдают зеленую гарантийную бумажку. Лечу в ЛР-Видное ставить обратно.

Меняем все прокладки и колечки по турбине. Меняем масло и фильтр.
Трубки подвода масла у меня чистые. Всегда слежу за чистотой мотора снаружи и изнутри.
Заводим мотор и машина молотит на холостых минут 30.
Оплачиваю 12 тыс. и довольный уезжаю с сервиса.

Попутно договариваюсь заехать на Осеннюю на замену ТНВД. Через несколько дней приезжаю.
Там то и обнаружилось, что свежезамененная турбина в масле на границе холодной и горячей части.
Трубки подвода масла сухие с новыми прокладками. Мотор снаружи сухой. Пробег от силы 300-400 км.
А турбина в масле…

Снимаем, отвожу в "АВТОКАРАМБОЛЬ". И вот дальше начинается…
Вы что думали турбину поменяют и на этом вопрос закроется. Ан нет, не угадали.

"АВТОКАРАМБОЛЬ" -Мы будем исследовать вашу турбину на стенде.
Я — Как быстро?
"АВТОКАРАМБОЛЬ" — Примерно сутки.

Жду. Машина висит у Жени на подъемнике…

Звоню в "АВТОКАРАМБОЛЬ" с вопросом: "Цель исследования?"
"АВТОКАРАМБОЛЬ" — Ну нам надо понять почему масло…

Жду. Машина висит у Жени на подъемнике…

Звоню в "АВТОКАРАМБОЛЬ" с вопросом: "После исследования Вы поменяете турбину на исправную?"
Таких звонков было несколько.

Потом в разговоре прозвучала фраза: -"Ну Вы же наверняка не выполнили все наши 15 пунктов…"
Тут я понимаю, что попал…
У меня нет оснований не доверять ЛР-Видное, они меня за все время сотрудничества не подводили ни разу. И турбины они меняют не первый раз. То что я видел, несколько штук в неделю минимум.

Итак:
Коллеги. Прочитайте внимательно. Вот что мы все время делали не так :)

Звоню опять в "Автокарамболь" — Хорошо, могу я забрать турбину.
"Автокарамболь" — Да, ее исследовали на стенде при 18 000 об несколько часов…, масло не гонит.

Забираю, везу к Жене — турбина явно сделана, все чистое, все болты помечены краской…
Ставим, ездим.

Хочу рекомендовать этих замечательных партнеров — компанию "Автокарамболь"

В случае если Вам надоели серые будни и хочется чего-то особенного, необычного, нестандартного, перверсивного — обращайтесь в компанию "Автокарамболь", там Вы найдете отличных партнеров для … нестандартного секса.

Я, как человек имеющий стандартную гендерную ориентацию, с такими … больше общаться не буду.

Всем удачи на дорогах!

P.S. Если меня кто-то просветит как на Дискавери 3 2.7 померить давление в установленной на автомобиль работающей турбине — поставлю пузырь :)

На LandRover Discovery 4 / 3 при запуске в холодную погоду после длительной стоянки, часто можно услышать свист со стороны левого переднего колеса. Обычно этот звук издает основной турбокомпрессор, который находится с левой стороны двигателя. Поскольку неисправность получила широкое распространение, производитель выпустил соответствующую техническую справку, о том что причина в слабой подаче (низком давлении) масла, смазывающего механизм турбины из-за низкой окружающей температуры.

В официальном документе указана необходимость замены левого турбокомпрессора в сборе, а также замены масляного фильтра и маслопровода. Стоимость комплекта оригинальных деталей переваливает за 100 т.р. Не спешите хвататься за голову и покупать эти детали.

Зачастую аэродинамический свист может возникнуть по причине банальной разгерметизации патрубков или чего-то подобного. Поэтому вначале надо внимательно проинспектировать впускную систему. По инструкции завода-изготовителя для демонтажа левого турбокомпрессора надо отсоединить кузов от рамы. Но практика ремонтных работ показала возможность обойтись без это сложной и дорогостоящей манипуляции.

Особенности устройства турбины на Дискавери 3 и 4

Прежде чем отдать в ремонт Ленд Ровер , хорошо бы разобраться в некоторых элементах конструкции, чтобы понимать, о чем будет рассказывать мастер.

При снятии кузова, турбину хорошо видно, открывается удобный доступ. Но снять турбину можно и без этого. Перепускная труба соединяет правую и левую головки блоков. Благодаря ей, потоки от обоих выходных коллекторов соединяются в горячей части турбины, а уже потом попадают в выхлопную систему. Этот горячий газ и раскручивает турбину. А ее холодная часть накачивает воздух, обогащая топливную смесь кислородом.

Дизель 2.7 TD Discovery 3 и Discovery 4 оснащен модернизированной турбиной. Усовершенствование коснулось лопастей горячей части турбины. Здесь использован механизм, изменяющий геометрию, в зависимости от необходимой тяги двигателя. В обычной турбине скорость зависит только от выхлопа. Чем сильнее вы давите на газ, тем быстрее вращается турбина. И это не всегда будет оптимальным вариантом. Современной турбиной управляет электроактуатор, влияющий на обороты. Электронный блок управления двигателем ЕСМ подает нужные сигналы на актуатор. Благодаря ему, при повышении оборотов, лопатки открываются, сохраняется оптимальный баланс мощности и скоростного режима.

Когда происходит диагностика Ленд Ровер , может выясниться, что сама турбина работоспособна, ось нормально вращается, крыльчатка в порядке, но закис механизм меняющий геометрию лопаток. Чаще всего, проблема появляется после долгой стоянки. Актуатор может сдвинуть лопатки только в одну сторону, и не может вернуть их на место. Через сигнал обратной связи блок управления фиксирует неисправность. Высвечивается ошибка двигателя. На самом деле, ехать с этой неисправностью можно, но электроника ограничивает возможности мотора. Проблема может быть, и в рычажном механизме, и в его электродвигателе. Хуже, если перестали двигаться сами лопатки. По причине высокой температуры, смазывать лопатки бесполезно, масло просто выгорит. Иногда получается разобрать, очистить лопатки и восстановить работоспособность, иногда придется менять турбину.

Читайте также: