Турбокомпрессор КамАз: описание, характеристики, фото и отзывы

Решение определенных задач грузового транспорта определяется развиваемой мощностью. Турбокомпрессор КамАЗ позволяет увеличить рабочие возможности автомобиля, оставаясь одним из самых эффективных способов, несмотря на старания ученых и конструкторов в продвижении потенциально новых идей. Рассмотрим характеристики и особенности этого приспособления.

Назначение

Стандартное функционирование дизельного мотора предполагает образование топливно-воздушной смеси в отсеке сгорания из того объема воздуха, который «своим ходом» поступает при опускании поршня. В этом случае, горючее не полностью сгорает, при этом теряется потенциальная энергия, а силовой агрегат не развивает мощность, на которую способен. Турбокомпрессор КамАЗ позволяет принудительно увеличить количество воздуха, поступающего в камеру сгорания. Это самое простое, но и самое эффективное решение проблемы.

Рассматриваемый агрегат осуществляется наддув. В итоге топливно-воздушный состав лучше сгорает, в результате насыщения кислородом. Если рассмотреть подробнее, насколько процесс происходит «лучше», необходимо понимать, что единица количества горючего отдает больше энергии, что повышает мощность мотора. Как показывает практика, турбокомпрессор КамАЗ-5490 дает прирост силы до 40%. Примечательно, что повышение показателя мощности не требует конструктивных изменений двигателя.

Тюнинг двигателей КамАЗ-740

Поставить турбину

Вы можете установить турбины на обычный атмосферный 740 путем превращения его в 7403. Для этого нужно купить две турбины ТКР 7Н1К, заменить поршни на 7403, поставить насос и форсунки от 7403, а также впускную и выхлопную системы. Все есть готовое, достаточно собрать воедино. Можно поставить турбины на полностью стандартный мотор и все настроить. Это будет работать, возможно, даже долго, но надежней конвертировать в 7403.

Одним из способов увеличения мощности дизельного двигателя служит система газотурбинного наддува. Основным ее элементом является турбокомпрессор. Он устанавливается на нагнетательном коллекторе и приводится в движение энергией отработанных газов. Использование турбины на КамАЗ дает прирост мощности двигателя около 25 %. На этих грузовиках применяются двухрядные V-образные силовые агрегаты. Поэтому устанавливают 2 компрессора — каждый на свой блок.

Особенности

Более активное и плотное сгорание топлива существенно уменьшает выброс токсичных отработанных газов. Также снижается количество дыма, благодаря уменьшению остаточных твердых продуктов (сажи). Проще говоря, увеличивается общая экологическая безопасность мотора.

Установка турбокомпрессора на КамАЗ увеличивает расход горючего. Но, в целом затраты топлива для получения единицы мощности в таком моторе ниже, чем в обычном аналоге. То есть «движок» с наддувом «прожорливее», но и мощнее. В результате использование силового агрегата с турбиной для получения конкретной мощности выгоднее, чем достижение того же показателя на обычном дизеле. Ниже представлена схема газотурбинного наддува.

1 – тепловой обменник; 2 – радиатор охлаждающей системы; 3 – вентилятор; 4 – мотор; 5 и 6 – турбокомпрессоры.

Как установить

Некоторые владельцы грузовиков с нетурбированными двигателями самостоятельно монтируют агрегаты для повышения мощности мотора. Установка турбины на простой КамАЗ связана с изготовлением фундамента, т.к. такого места конструкцией не предусмотрено. Чаще всего ставят один агрегат на оба блока. В большинстве случаев используют турбокомпрессоры чешского или немецкого производства.

Специалисты считают, что перед тем, как поставить турбокомпрессор на КамАЗ-740 (простой), необходимо поменять коленвал и поршневую группу на усиленные. В противном случае возникнут проблемы с двигателем, и тогда предстоит замена большего количества деталей.

Устанавливают такие агрегаты и на турбированных двигателях: один вместо двух. Это и дешевле, и вероятность выхода из строя уменьшается вдвое. Такую установку можно провести как самостоятельно, так и обратиться в сервис. На специализированном предприятии не только профессионально выполнят работы, но и дадут гарантию на их проведение. Многие автовладельцы считают, что гораздо проще установить двигатель подходящей мощности, чем приспосабливать к нему турбину, а настройки проводить методом проб и ошибок.

Прежде, чем монтировать, нужно снять транспортные заглушки и залить 20-30 грамм моторного масла. После этого необходимо проверить как вращается ротор.

Установить турбокомпрессор можно своими руками:

1. Произвести монтаж «улиток» непосредственно на двигатель (схема установки для каждой модели индивидуальна, подробно описана в руководстве по эксплуатации)
2. После того, как турбокомпрессор установлен на двигатель необходимо подключить его к различным системам
3. Подключить выхлопной коллектор: важно, чтобы в него не попали мелкие детали и мусор, иначе может заклинить ротор
4. Подключить выхлопную трубу
5. Установить воздуховод
6. Обеспечить подачу масла

При монтаже понадобятся различные герметизирующие материалы (уплотнители), штуцеры, болты, гайки, шайбы, хомуты, трубки (могут идти в комплекте). На сайтах магазинов запчастей можно найти каталоги, в которых описаны все детали, необходимые для установки конкретной модели турбокомпрессора.

Для подключения выхлопного коллектора необходим сварочный аппарат.

Устройство

Турбокомпрессоры КамАЗ имеют простую конструкцию. По сути, в этом приспособлении взаимодействуют два элемента (компрессор центробежного типа и газовая турбина). Первая комплектующая часть состоит из таких деталей

• остова в виде улитки;
• колеса с рабочими лопатками специфической конфигурации;
• отверстия, через которое воздух поступает, подаваясь посредством диффузора во впускной коллектор мотора.

Газовая турбина имеет аналогичное строение, только вместо воздуха, в нее подаются отработанные газы, которые выводятся в систему выхлопа.

Колеса обоих элементов соединяются при помощи центрального корпуса, а крутящая сила передается посредством валика. Следовательно, энергия для работы агрегата продуцируется из отработанных газов.

1 – подшипник; 2 – экранная часть; 3 – корпус; 4 – диффузор; 5 – кольцо уплотнения; 6 – гайка; 7 – отражатель масляный; 8 – компрессорное колесо; 9 – экран маслосброса; 10 – заслонка; 11 – остов подшипников; 12 – крепеж; 13 – переходник; 14 – прокладка; 15 – турбинный экран; 16 – колесо; 17 – корпус; 18 – уплотнитель.

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженерам потребовалось несколько десятилетий, чтобы довести систему до ума. Только на первый взгляд решение компенсировать потери КПД за счёт выхлопных газов кажется простой. Даже после создания устройства у него долгое время наблюдались определённые проблемы.

Например, не удавалось решить проблему турбоямы — задержки после нажатия на педаль газа и запуском ротора. Решение нашлось в виде использования двух клапанов. Один из них использовался для вывода излишек воздуха, а второй предназначался для выхлопных газов. Кроме того, современные турбины имеют изменённую геометрию лопаток, что серьёзно их отличает от подобных устройств второй воловины XX столетия.

Можно выделить ещё одну проблему, которая заключалась в излишней детонации — с ней тоже успешно справились современные инженеры. Проблема заключалась в том, что температура в рабочих секторах цилиндров резко увеличивалась во время нагнетания воздуха, особенно в последней стадии такта. Решение нашлось в установке интеркулера (промежуточного охладителя воздуха).

Интеркулер — устройство для охлаждения наддувочного воздуха. Он выполняет сразу две функции — препятствует детонации и не даёт уменьшиться плотности воздуха. В результате удалось сохранить работоспособность всей системы.

Также стоит отметить и другие важные составляющие турбины.

Регулировочный клапан. Отвечает за поддержание заданного уровня давления, излишки давления поступают в приёмную трубу.

Перепускной клапан. Используется для вывода излишних воздушных масс обратно во впускные патрубки — это нужно для снижения мощности при её избытке.

Стравливающий клапан. Если дроссель закрывается и нет датчика массового расхода воздуха, клапан будет возвращать излишки воздуха обратно в атмосферу.

Патрубки. Герметичные отрезки трубы. Одни используются для подачи воздуха, вторые для подачи смазочного масла.

Выпускные коллекторы. Должны быть совместимы с турбокомпрессором.

Принцип работы

В турбокомпрессоре КамАЗ (Евро-1/2/3/4) отработанные газы подаются в турбину, взаимодействуют с лопастями колеса, передавая ему собственный кинетический потенциал, раскручивая его до 75 тысяч вращений в минуту. Турбинный элемент трансформирует крутящий момент на компрессорный аналог, который забирает атмосферный воздух, активно отбрасывая его к стенкам и разгоняя до высокой скорости. Далее, масса поступает в сужающуюся диффузорную часть, там сжимается, под давлением подаваясь во впускной коллектор, затем — в отсеки сгорания.

Поскольку турбина функционирует стабильно под высоким давлением и механическим воздействием, ее корпусная часть сделана из специальных усиленных сплавов. Для обеспечения большой скорости вращения колес требуется хорошая смазка подшипников. Это условие обеспечивается при помощи маслопроводов, которые подключены к системе смазки мотора.

Стоит уточнить, что в грузовиках КамАЗ монтируются двухрядные V-образные двигатели. Для них уместно применение пары турбинных компрессоров (на каждый ряд по одному элементу). Экономически выгоднее использование двух небольших моделей, чем одного большого агрегата. Турбины рассматриваемых приспособлений обладают относительно небольшими габаритами:

• диаметры крыльчаток — не более 61 мм;
• аналогичные размеры турбины и компрессора — 220 мм;
• масса одного элемента в сборе — около 7 кг.

Применение таких компактных агрегатов дает возможность резко увеличить параметр мотора.

Как проверить

Неисправность турбокомпрессора характеризуется наличием одного или нескольких отличительных признаков:

• повышенный расход масла;
• нехарактерный звук работающего агрегата;
• падение мощности силовой установки;
• появление из выхлопной трубы сизого или синего дыма.

Проверить турбину можно, не демонтируя ее со штатного места. Первичная диагностика работоспособности агрегата включает в себя:

• осмотр рабочих лопаток турбины и компрессора;
• проверку состояния патрубков;
• контроль наличия осевого и радиального люфта.

Для проверки состояния лопаток необходимо отсоединить выхлопной патрубок турбины и напорный — компрессора. Попадание в рабочие полости даже небольших твердых частиц приводит к образованию задиров и сколов на теле лопаток. При больших скоростях вращения (70-90 тыс. об/мин) это приводит к разбалансировке турбоагрегата, появлению неравномерной нагрузки на подшипники, вибрации и, как следствие, — падению оборотов. Сбои в работе турбины ухудшают параметры наддува и уменьшают тягу двигателя.

Патрубки не должны иметь следов масла. В отдельных случаях может наблюдаться масляное отпотевание на выходе из компрессора, однако при этом напорный патрубок остается сухим. Замасленные патрубки и повышенный расход масла могут обуславливаться как неисправностями турбины, так и двигателя. Правильное определение места дефекта позволит принять верное решение по его устранению.

Наличие люфта в радиальном и осевом направлениях чреват задеванием лопаток о стенки улитки. Это может привести к полному разрушению агрегата. Сдвиг ротора в осевом направлении недопустим. Возможен люфт в диаметральной плоскости не более 1 мм. Если же перемещение ротора больше нормы, то турбоагрегат необходимо демонтировать для ремонта или замены.

Если по результатам диагностики неисправность обнаружить не удалось, то необходимо проверить герметичность выхлопного тракта для турбины и напорного — для компрессора. Падение мощности автомобиля может быть обусловлено плохой регулировкой или неисправностью топливной аппаратуры. Большое влияние на параметры наддува оказывает состояние воздушного фильтра.

Типы и классы

На современном рынке представлено четыре категории двигателей соответствия экологическим стандартам. В зависимости от этих параметров, подбирается тип и марка компрессора. Ниже в таблице указана эта информация.

На некоторые модификации грузовиков монтируется турбокомпрессор КамАЗ (Евро 4). Он взаимодействует пока только с двигателем «Кумминс», отличается по конструкции и параметрам от отечественных аналогов.

Производители

Выпускает рассматриваемые приборы ограниченное число производителей. Среди них:

1. Акционерное общество КамАЗ изготавливает стандартные для своих моторов версии, доступные по цене. В ассортименте модификации «Евро 0-2».
2. Объединение «Турботехника» (находится в Московской области, г. Протвино). Фирма специализируется на производстве турбокомпрессоров ТКР КамАЗ различных моделей.
3. . Предлагает версии К27-ТИ, стандартами от «Евро 1» до «Евро 3».
4. Общество БЗА, находится в Белоруссии, предлагает аналоги агрегатам типа ТКР7.
5. Чешский завод в Страконице. Здесь изготавливаются высококачественные копии К-27, цена которых несколько выше отечественных изделий.
6. Немецкий концерн Borg Warner Turbo systems реализует качественные турбинные компрессоры под маркой Schwitzer.

Для КамАЗа все агрегаты представлены в правом или левом исполнении. Это важно учитывать при приобретении изделия, поскольку монтаж на противоположный ряд является невозможным.

Какие турбины ставят на КамАЗ

Сегодня самой распространенной является турбина КамАЗ Евро-2. Ею оснащаются 4 марки двигателей:

Компрессоры выпускают 3 российских предприятия. Объединение «КамАЗ» и ОАО «Турботехника» производят турбоагрегаты ТКР-7. Характеристики изделия, выполненного по двухконсольной схеме, позволяют применять их и на моторах «Евро-1». Белорусское предприятие в городе Борисов изготавливает аналог турбины ТКР-7. Немецкий концерн Borg Warner Turbo Systems выпускает изделия высокого качества — с более высокими характеристиками, чем российские и белорусские.

Автомобили, оснащенные силовыми агрегатами Cummis, комплектуются своими компрессорами. Необходимо знать, что кроме этих двигателей, остальные оснащаются парными турбинами: правого и левого исполнения. КамАЗы Евро-3 чаще всего комплектуются агрегатами немецкой торговой марки Schwitzer.

Возможные неисправности

Поскольку рассматриваемое приспособление испытывает значительные нагрузки, не удивительно, что рано или поздно оно ломается. Среди распространенных неисправностей:

1. Недостаточное поступление масла. Работающие всухую подшипники приводят к смещению вала, что чревато деформациями колес и полной поломкой всего агрегата.
2. Попадание в конструкцию инородных предметов. При этом ротору для заклинивания достаточно будет небольшого кусочка или стружки от клапана или поршня. Чаще всего, такая неисправность возникает по причине нарушения правил эксплуатации. Даже попадание куска ткани или резины приводит к сгибанию лопаток элемента.
3. Деформация и износ прокладки турбокомпрессора КамАЗ. В этом случае, неисправный элемент подлежит замене.

Чаще всего, причиной поломки становится недостаток масла. Это может происходить даже после остановки двигателя.

Рекомендации по ремонту

Имеются и прочие причины поломки турбинных компрессоров. В большинстве случаев проблема решается кардинально — покупкой новой модели. Несмотря на то что ремонт будет дешевле, восстановленный агрегат проработает недолго, что потребует дополнительных затрат.

Починка приспособления усложняется тем, что деталь подвергается значительным нагрузкам. Следовательно, требуется ювелирная точность при обработке и монтаже запчастей. Для этого необходимо специальное оборудование и инструмент. Специалисты рекомендуют приобрести новый агрегат, поскольку их цена доступна. Частично оправдан ремонт только дорогих аналогов.

Установка

Ниже приведены рекомендации по монтажу турбокомпрессора КамАЗ (Евро 2):

1. Предварительно следует поменять масло, воздушный и масляный фильтр.
2. Нужно проследить за тем, чтобы с агрегата были демонтированы все заглушки.
3. Тщательно очистить все подходящие и выводящие трубопроводы.
4. Установить новую прокладку.
5. Соблюдать усилие затяжки, рекомендованное в документации производителя.
6. После пуска мотора проверить механизм на предмет утечек, перед нагрузкой дать поработать двигателю несколько минут на холостом ходу.

Сколько стоит деталь

Цена на турбокомпрессор зависит от производителя и модели двигателя. Отечественные изделия для КамАЗ Евро-2 можно приобрести за 14-17 тыс. рублей. Чешские и немецкие агрегаты стоят около 20 000 рублей, а их аналоги — 15-16 тысяч. Самыми дорогими турбокомпрессорами на рынке являются изделия американской фирмы Cummins. Цена на них стартует с 20 тыс. рублей, а некоторые модели продадут за 35-37 тысяч.

Восстановленные (б/у) турбины стоят гораздо дешевле. Их можно приобрести по цене начиная с 6 000 рублей.