Как ремонтируют турбины: выясняем на примере реального автомобиля

За последние полтора-­два десятилетия автомобили с бензиновыми турбированными двигателями перешли на авторынке из разряда чего-­то экзотического и малопонятного обывателю едва ли не в категорию мейнстрима. Сегодня редкий автопроизводитель, работающий в России, имеет в своей линейке модели, вообще не оснащаемые турбомоторами. Однако турбонаддув — система сложная, а там, где сложность конструкции, — там и большая вероятность поломок. Обозреватель «Движка» своими глазами увидел, как работает современная мастерская по ремонту автомобильных турбин, и выяснил, почему такой ремонт лучше доверять только профессионалам.

Процесс демонтажа и ремонта турбины нам продемонстрировали специалисты сервисного центра CAReta и компании «БР Турбо», специализирующейся на продаже и ремонте турбокомпрессоров. «Подопытным» автомобилем стал хэтчбек BMW 116i с турбокомпрессором Garrett. Владелец машины обратился на сервис с жалобами на потерю мощности двигателя и посторонние звуки в процессе его работы.

Механики СТО быстро определили одну из причин поломки: масляное голодание. От недостатка смазки турбина как высокооборотистый узел страдает, как правило, в первую очередь, поэтому турбокомпрессор автомобиля также был проверен. Выяснилось, что масляное голодание пагубно повлияло и на него.

Демонтаж турбины — процесс, в целом стандартный для большинства автомобилей, отличия же проявляются в том, снимается ли турбина вместе с выпускным коллектором и охлаждается ли она антифризом. Механики отсоединяют выхлоп (все, что касается горячей части), систему подачи антифриза (если она есть), систему подачи масла, а также патрубки системы наддува. Все просто, однако только на словах. На деле же процесс снятия турбины со «116­го» BMW занял более трех часов.

Снятая с машины турбина уже в мастерской «БР Турбо» поступает прежде всего на диагностику, в рамках которой выясняется причина выхода узла из строя. Сотрудникам СТО ее называют, в частности, для того, чтобы они проверили также работоспособность двигателя.

Первый этап диагностики — проверка актуатора при помощи специального пневматического инструмента, который может создавать как давление, так и разрежение. В данном случае мы имеем обычную турбину с заслонкой вестгейта. Этот элемент часто выходит из строя в процессе эксплуатации и разбивает внутреннюю часть самой заслонки. В нашем случае мембрана оказалась целой, но калитка вестсгейта имела люфт.

Далее производится визуальный осмотр крыльчаток с турбинной и компрессорной стороны, маслоподающих каналов на корпусе подшипников. Проверяется, не задевает ли ротор при вращении непосредственно корпус. Уже на этом этапе иногда понятно, в каком состоянии турбина.

Второй этап — разборка и дефектовка. Снимается горячая часть (она же «коллектор турбины», или «корпус турбины»). Механик при помощи пескоструйного аппарата очищает корпус узла от нагара и других загрязнений, проверяет его на предмет дефектов, главным образом — сквозных трещин. Если трещин нет — специалисты извлекают калитку вестгейта, вынимают шток, ремонтируют узел путем замены направляющей и убирают износ на самой лапке этого элемента. В дальнейшем актуатор в сборе устанавливается и настраивается при сборке готовой (отремонтированной) турбины.

Далее до конца извлекается и дефектуется картридж турбокомпрессора из так называемой холодной «улитки» (она же «корпус компрессора», не путать с «корпусом турбины»). В нашем случае видимых повреждений колеса турбины не было; был небольшой нагар, но сажа — сухая (то есть турбина масло не гнала). Далее до конца извлекается картридж из так называемой холодной «улитки». В нашем случае видна черная крыльчатка — вся в нагаре от масла. По словам специалистов «БР Турбо», это свидетельствует о том, что мотор «сапунил», то есть вентиляция картерных газов, скорее всего, была нарушена и из шланга вентиляции картера во впускной коллектор шли газы с парами масла. Так что при установке отремонтированной турбины на это надо будет обратить особое внимание.

Далее разбирается сам картридж — рабочий элемент турбины. В системе крепления крыльчатки турбокомпрессора применяется обратная резьба — по ходу ее движения. То есть во время вращения колеса компрессора гайка крепления самозатягивается. Откручивается же она лишь в том случае, когда происходит резкая остановка ротора — чаще всего из-­за масляного голодания или попадания в систему какого-­либо твердого предмета. Конкретную причину необходимо выявить и устранить, иначе менять турбокомпрессор можно будет бесконечно — он все равно будет выходить из строя. В нашем случае крыльчатка турбокомпрессора внешних дефектов не имеет — этот элемент можно будет установить повторно.

Следующим этапом извлекается ротор турбины из корпуса подшипников. Далее корпус подшипников разбирается полностью, из него вынимаются все уплотнительные элементы, все подшипники скольжения. После этого корпуса чистят и дефектуют на предмет трещин; проверяют места в корпусе подшипников под газомасляные уплотнители, которые находятся на роторе турбины, а также сам корпус на предмет сколов по посадочным местам и промеряют все зазоры в корпусе, которые должны соответствовать номинальным значениям. Если все элементы не изношены — корпус подшипников можно оставить.

Ротор турбины отмывается, проверяется на биение и дефекты по рабочим поверхностям. Если он не бьет и износа рабочих поверхностей нет (это измеряется специальным инструментом) — ротор также можно оставить. Применяется специальный ремонтный набор: новые втулки (они же — подшипники скольжения), газомасляные уплотнители, межбалансиры, дистанционные шайбы заменяются по умолчанию.

В нашем случае диагноз, поставленный специалистом «БР Турбо» продиагностированной турбине, гласил, что ротор все­таки подлежит замене (в местах установки подшипников скольжения были обнаружены следы абразива и перегрева — это следствие нечастой замены масла и, соответственно, масляного голодания).

В процессе финальной сборки компрессор балансируется в два этапа. Стенд начальной балансировки позволяет проверить состояние нового ротора или старой детали, прошедшей все проверки, и отбалансировать его перед сборкой в статическом и динамическом режимах.

На втором этапе картридж собирается и устанавливается на стенд CIMAT Big­Twin, на котором происходит проверка правильности сборки картриджа, проверка его на утечку и выявление остаточного дисбаланса сначала на малых оборотах балансировки — до 11 тыс. об/мин. Далее, после проверки и балансировки картриджа на малооборотистом стенде, картридж устанавливается для балансировки на высокоскоростной. Картридж ремонтируемой турбины раскручивается при этом до 140 тыс. об/мин. Остаточный дисбаланс, заданный заводом­изготовителем, на таких оборотах не должен превышать допустимого значения. После всех этапов балансировки производится сборка агрегата.

Турбокомпрессор в сборе устанавливается на станок CIMAT TurboTest для финишной настройки турбокомпрессора. На данном стенде производится настройка актуатора турбокомпрессора и калитки вестгейта в динамическом режиме, которая возможна только при наличии подачи масла и запуска турбокомпрессора на оборотах, приближенных к рабочим, на всех этапах его работы. Этот высокотехнологичный стенд позволяет учитывать все погрешности и полностью имитирует работу турбины, когда она установлена на автомобиле. На стенде также проверяется коэффициент давления наддува в сравнении с оригинальными показаниями, которые размещены в базе данных станка. За счет этого можно откорректировать давление наддува.

Результаты проверок распечатываются и выдаются клиенту, кроме того, он получает старые запчасти и (в обязательном порядке) техническую карту по установке турбины. Большинство автосервисов, по словам специалистов «БР Турбо», пренебрегает требованиями к надлежащей установке турбокомпрессора. В частности, механики сплошь и рядом устанавливают турбины на прокладки, обмазанные герметиком (а иногда и вовсе без прокладок — только на герметик), хотя абсолютно все производители турбокомпрессоров запрещают ставить их на нештатные уплотнители. В целом же, как отмечают представители компании, некачественная установка — одна из основных причин поломки турбин.

Каков итог?

По словам специалистов компании «БР Турбо», современный турбокомпрессор — узел весьма и весьма надежный. Бояться турбомоторов как таковых автомобилистам не стоит: турбина на нынешних машинах без проблем отходит положенный ей срок. Как продлить жизнь турбокомпрессору? Вовремя менять масло, масляный и воздушный фильтры, не насиловать машину частой ездой в псевдогоночном стиле и правильно эксплуатировать мотор. «Правильно эксплуатировать» — значит, не пренебрегать советами, которые когда­то давали автовладельцам едва ли не все продавцы турбированных автомобилей.

Например, в конце поездки лучше сразу не глушить мотор, а дать ему какое-­то время (при штатных режимах движения достаточно 10–15 секунд) поработать на холостых оборотах, чтобы успел остыть ротор турбокомпрессора. При внимательном отношении к автомобилю турбина, как отмечают специалисты, вполне в состоянии прослужить на протяжении 200–250 тыс. км пробега.

Менять масло в турбомоторах нужно чаще, чем в случае с атмосферными двигателями, поскольку турбокомпрессор очень сильно нагревает масло и оно теряет свои свойства быстрее, чем при работе в «атмосфернике». Если же заменой масла пренебрегать, это приводит к карбонизации, образованию отложений на рабочих поверхностях — и турбокомпрессор преждевременно выходит из строя.

В заключение — о главном: цене вопроса. Новая турбина Garrett для BMW 116i стоила на момент подготовки этого материала 74 500 рублей. За ремонт турбокомпрессора владелец машины, о которой шла речь, заплатил 27 000 рублей и еще около 20 тысяч — за монтаж/демонтаж турбины. Так что ответ на вопрос, что выгоднее — правильно эксплуатировать турбомотор или менять в случае чего турбокомпрессор, — думается, очевиден…

Благодарим компанию «БР Турбо» и сервисный центр CAReta за помощь в подготовке материала.