Самостоятельный ремонт турбины: какие подводные камни могут ждать автолюбителя

Как работает паровая турбина?

В сущности, паровые турбины являются составной частью сложной системы, призванной преобразовать энергию топлива в электричество, иногда – в тепло.

На данный момент этот способ считается экономически выгодным. Технологически это происходит следующим образом:

• твердое или жидкое топливо сжигается в паровой котельной установке. В результате рабочее тело (вода) обращается в пар;
• полученный пар дополнительно перегревается и достигает температуры 435 ºС при давлении 3.43 МПа. Это необходимо для того, чтобы добиться максимального КПД работы всей системы;
• по трубопроводам рабочее тело доставляется к турбине, где равномерно распределяется по соплам с помощью специальных агрегатов;
• сопла подают острый пар на изогнутые лопатки, закрепленные на валу, и заставляет его вращаться. Таким образом, кинетическая энергия расширяющегося пара переходит в механическое движение, это и есть принцип действия паровой турбины;
• вал генератора, представляющего собой «электродвигатель наоборот», вращается ротором турбины, в результате чего вырабатывается электроэнергия;
• отработанный пар попадает в конденсатор, где от соприкосновения с охлажденной водой в теплообменнике переходит в жидкое состояние и насосом снова подается в котел на прогрев.

Чтобы не допускать снижения эффективности работы, на валу ротора располагается максимальное расчетное число лопаток. При этом между ними и корпусом статора обеспечивается наименьший зазор посредством специальных уплотнений. Простыми словами, чтобы пар «не крутился вхолостую» внутри корпуса, все зазоры минимизируются. Лопатка сконструирована таким образом, чтобы расширение пара продолжалось не только на выходе из сопла, но и в ее углублении. Как это происходит, отражает рабочая схема паровой турбины:

Следует отметить, что рабочее тело, чье давление после попадания на лопатки снижается, после рабочего цикла в первом блоке не сразу попадает в конденсатор. Ведь оно еще располагает достаточным запасом тепловой энергии, а потому по трубопроводам пар отправляется во второй блок низкого давления, где снова воздействует на вал посредством лопаток другой конструкции. Как показано на рисунке, устройство паровой турбины может предусматривать несколько таких блоков:

1 – подача перегретого пара; 2 – рабочее пространство блока; 3 – ротор с лопатками; 4 – вал; 5 – выход отработанного пара в конденсатор.

Для справки. Скорость вращения ротора генератора может достигать 30 000 об/мин, а мощность паровой турбины – до 1500 МВт.

Какие бывают неисправности турбокомпрессора и как их распознать?

Основными признаками неисправной работы турбины является внезапное падение мощности силовой установки автомобиля, увеличенное потребление масла, изменение звука работы двигателя и турбокомпрессора, синие или черные выхлопные газы.

Любой из этих признаков говорит о том, что настало время проверить наличие ремонтного комплекта для турбины. Необходимо выяснить, исправен ли турбокомпрессор, а также обязательно проверить работу двигателя и других агрегатов машины. Оставлять без внимания эти рекомендации не стоит, так как силовая установка автомобиля с нормальной работой и качественным обслуживанием является залогом стабильной работы турбокомпрессора на долгое время.

Особенности демонтажа турбины

Чтобы провести ремонт турбины своими руками, ее необходимо демонтировать.

Делается это в следующей последовательности:

1. Отсоедините все трубопроводы, которые идут к турбине. При этом стоит быть крайне осторожным, чтобы не повредить сам узел и смежные с ним устройства.

2. Снимайте турбинную и компрессорную улитки. Последняя демонтируется без проблем, а вот турбинная улитка зачастую прикреплена весьма плотно.

Здесь демонтаж можно выполнить двумя способами – методом киянки или же с помощью самих крепежных болтов улитки (путем постепенного отпускания их со всех сторон).

При выполнении работы необходимо быть очень осторожным, чтобы не повредить колесо турбины.

3. Как только работа по демонтажу улиток завершена, можно проверить наличие люфта вала. Если последний отсутствует, то проблема неисправности не в вале.

Снова-таки, небольшой поперечный люфт является допустимым (но не более одного миллиметра).

4. Следующий этап – снятие колес компрессора. Для выполнения этой работы пригодятся пассатижи. При демонтаже учитывайте, что компрессорный вал в большинстве случаев имеет левую резьбу.

Для демонтажа компрессорного колеса пригодится специальный съемник.

5. Далее демонтируются уплотнительные вкладыши (они расположены в углублениях ротора), а также упорный подшипник (крепится он на трех болтах, поэтому проблем со снятием не возникает).

6. Теперь можно снимать вкладыши с торцевой части – их крепление осуществляется с помощью стопорного кольца (при демонтаже иногда приходится повозиться).

Подшипники скольжения (со стороны компрессора) фиксируются с помощью стопорного кольца.

7. При выполнении работы по демонтажу необходимо (вне зависимости от поломки) хорошо промыть и почистить основные элементы – картридж, уплотнители, кольца и прочие комплектующие.

Простейшие и самодельные механизмы

В начале десятилетия на рынке появились простые дешевые механизмы, такие как компьютерные охладители, также называемые электрическими турбинами. Они расположены на входе и работают от аккумулятора. Такие электрические турбины можно использовать как на карбюраторе, так и на инжекторе. По словам производителей, они увеличивают поток воздуха, поступающего в двигатель, ускоряя его, что дает увеличение производительности до 15%. Параметры (скорость, расход, мощность) обычно не указываются. Установить такие электрические турбины на автомобили своими руками очень просто.

Однако в реальности их электродвигатели развивают до нескольких сотен ватт, что недостаточно для увеличения объема потока, так как для этого требуется около 4 кВт. Поэтому такое устройство станет серьезным препятствием на входе, в результате чего производительность, наоборот, снизится. В лучшем случае потери от него будут небольшими, что существенно не повлияет на динамику.

Кроме того, в интернете можно найти разработки по созданию электрических турбин своими руками. В отличие от дешевых вариантов, упомянутых выше, они построены на базе центробежного компрессора и бесщеточного двигателя мощностью до 17 кВт и напряжением 50-70 в, так как только такой двигатель может обеспечить достаточный крутящий момент и скорость для вращения компрессора. Двигатель должен быть оснащен регулятором скорости вращения. Эта система не требует промежуточного охладителя — для него достаточно холодного приема. Установка такого типа электрических турбин может потребовать замены генератора (на 90-100 А) и аккумуляторной батареи (с более емкой, высокой выходной мощностью тока). Скорость вращения компрессора определяется положением дроссельной заслонки. Причем зависимость не линейная, а экспоненциальная.

Целесообразно создавать такие электрические турбины для автомобилей с маломощными двигателями объемом до 1,5 л, что обусловлено высоким энергопотреблением. Более того, чем больше объем двигателя, тем ниже давление наддува может создать нагнетатель. Так, на 0,7-литровом двигателе она составит 0,4 — 0,5 бар, на 1,5-литровом-0,2-0,3 бар. Кроме того, такой наддув не сможет долго функционировать при максимальной производительности из-за нагрева. Однако контроллер можно настроить для принудительной активации. Из-за высокой стоимости компонентов, очень дорого сделать такую электрическую турбину. Обзоры свидетельствуют о ощутимом росте производительности. С конструктивной точки зрения эти механизмы, как и дешевые варианты, упомянутые выше, называются электрическим вентилятором. Однако их часто ошибочно называют электрическими турбинами. Сейчас на рынке есть более серьезные фирменные механизмы, близкие к самодельным.

Турбонагнетатель своими руками

Перед установкой турбокомпрессора на свой автомобиль необходимо определиться с мощностью, которую желаете получить от двигателя.

Многих владельцев машин волнует, как сделать турбокомпрессор своими руками и возможно ли это? Для новичка данная процедура будет затруднительной, ведь процесс требует знаний некоторых нюансов.

Возможно, понадобится доработка в механизмах автомобиля перед установкой турбокомпрессора. Ошибки в монтаже повлекут к неисправностям оборудования, что приведет к новым затратам. Поэтому совершать тюнинг самостоятельно нужно аккуратно, придерживаясь следующих правил:

1. Проверьте перед установкой состояние всех важных систем автомобиля. Замените воздушные, масляные фильтры. Смените масло и проверьте исправность патрубков маслопровода. Главное, чтобы в процессе работы турбины туда не попадали частицы грязи и пыли.
2. Проведите диагностику катализатора на наличие неисправностей.
3. Проверьте корпус воздушного фильтра. Он должен быть герметичным.
4. Воздушные патрубки и систему вентиляции картера промойте бензином.
5. Очистите от грязи все каналы подающие воздух, иначе загрязненность повлияет на работу нагнетателя.
6. Заправьте турбину маслом. От его качества зависят работоспособность наддува.
7. Для лучшего рассредоточения его в турбине воспользуйтесь ручным насосом. Повторите манипуляцию неоднократно. После чего масло полностью сливается из агрегата.
8. Установите турбокомпрессор и надежно закрепите его.
9. Для удобства установки демонтируйте теплоэкран, генератор и выпускной коллектор. Спустите с системы жидкость для охлаждения.
10. Слейте все масло. В двигателе высверлите отверстие, установите в него с помощью герметика фитинг. После чего снимите датчик, определяющий температуру масла.
11. Установите адаптер для подачи масла в турбину.
12. Верните назад все детали. Турбину с фитингом соедините шлангом, установите перепускной клапан.
13. Под конец вмонтируйте интеркуллер и выпускной пайпинг.

Интересует внедорожный тюнинг? Полезная информация . Какие аксессуары для тюнинга необходимы? Читайте в этой статье .

Особенности ремонта

Как только демонтаж завершен, можно делать ремонт. Для этого под рукой должен быть специальный ремкомплект, где есть все необходимое – вкладыши, метиз, сальники и кольца.

Проверьте качество фиксации номинальных вкладышей. Если они болтаются, то их нужно проточить и провести балансировку вала.

Рекомендуем: Замена шаровой опоры своими руками: инструкции с фото

При этом вкладыши желательно хорошо почистить и смазать моторным маслом.

Стопорные кольца, расположившейся внутри турбины, необходимо установить в картридж. При этом проследите, чтобы они оказались на своем месте (в специальных пазах).

После этого можно монтировать вкладыш турбины, предварительно смазав его маслом для двигателя. Фиксация вкладыша производится стопорным кольцом.

Следующий шаг – монтаж компрессорного вкладыша, после чего можно вставлять хорошо смазанную втулку.

Далее надевайте на нее кольцо пластину и хорошенько затяните болтами (без фанатизма).

Установите грязезащитную пластину (крепится с помощью стопорного кольца) и маслосъемное кольцо.

Остается только вернуть на место улитки. Вот и все.

В данной статье указан общий алгоритм работ по разборке и сборе турбины. Безусловно, в зависимости от типа последней, частично данный алгоритм будет изменен, но общих ход работ будет идентичный.

Ну а если выявлена серьезная поломка, то лучше сразу заменить старую турбины на новую.

Функционирование самодельного парового оборудования и его особенности

Залив воду в чайник и поставив его на плиту замечаем, что при закипании образуется пар, энергии которого хватит для зарядки мобильного телефона или работы светодиодной лампочки.

Характерно, что в домашних условиях подобная электростанция может использоваться, как игрушка, поскольку ввиду малой мощности электричества его не хватит для работы оборудования или бытовой техники.

Стоит отметить: если вы отправляетесь в многодневный поход и возьмете с собой данное оборудование, то по достоинству сможете оценить все плюсы, которые оно дает. Например, вы сможете подзарядить аккумулятор мобильного телефона, фотоаппарата или других гаджетов.

К сожалению, дома сооружение паровой турбины, мощность которой будет порядка 500 Вт и более очень сложно и сопряжено с большими денежными затратами.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь демонстрирует возможности и устройство паровой турбины, изготовленной своими руками:

Устройство автомобильного турбокомпрессора

Несмотря на кажущуюся сложность, турбина не отличается большим количеством деталей. Она состоит всего из трех основных секций: турбинной, иначе называемой горячей, работающей с выхлопом мотора, компрессорной, которая отвечает за подачу сжатого воздуха в мотор, и соединяющего их подшипникового узла, который чаще называют картриджем, через него проходит вал ротора.

Кроме того существует система регулировок, которая в разных конструкциях турбокомпрессора может располагаться в горячей или компрессорной части турбины. Она регулирует действие перепускного клапана устройства. Компрессорная крыльчатка крепится прямо на вал, а турбинная крыльчатка с валом являются одним целым. На картридже есть уплотнения, которые препятствуют попаданию масла в улитки. Вот и все составляющие автомобильного турбокомпрессора.

С виду простой механизм при поломке вызывает у технически подкованного водителя желание заняться ремонтом своими силами. Особенно стимулирует это желание стоимость нового турбокомпрессора, которая варьируется в пределах 500-1000 долларов, а после ремонта может составить сумму в 540 долларов. Спасти положение может приобретение бывшей в употреблении турбины, но кто сможет гарантировать ее исправную работу в дальнейшем.

Необходимо отметить, что найти специалиста, который бы квалифицированно смог отремонтировать турбокомпрессор, довольно проблематично. А если таковой и нашелся, часто приходится ожидать в очереди по несколько недель. С другой стороны, водителя, который решился на самостоятельный ремонт, поджидает немало количество «подводных камней», неискушенному автолюбителю такие трудно даже представить.

Достоинства и недостатки

Турбинный привод электродвигателя устраняет основные недостатки механических турбокомпрессоров.

• Отсутствует лаг, так как электромотор может обеспечить очень высокую скорость раскрутки ротора.
• Отсутствует турбояма, обусловленная недостатком отработанных газов, так как в таком случае нехватку энергии компенсирует электромотор.
• Электродвигатель позволяет сохранить наддув при переходных процессах подобно антилагу без негативных эффектов последнего.
• Это обеспечивает обширный диапазон работы и равномерный крутящий момент.
• Некоторые типы данных механизмов способны генерировать электричество, снижая нагрузку на генератор и сокращая расход топлива.
• Возможна рекуперация потерянной энергии, как это реализовала Ferrari в двигателе «Формулы-1».
• Электро-турбины работают в более щадящих условиях и на меньших оборотах (100 тыс. вместо 200-300 тыс.).

Однако данная технология имеет ряд недостатков.

• Большая сложность конструкции, включающей электродвигатель и контроллеры.
• Это обуславливает высокую стоимость.
• К тому же сложность конструкции сказывается на надежности.
• Ввиду большого количества конструктивных элементов (помимо турбины сюда входит электромотор, контроллеры, батарея) такие турбокомпрессоры намного больше и тяжелее обычных.

К тому же каждый тип электротурбин характеризуется специфическими особенностями.

С точки зрения долговечности, по мнению IHI, электрические турбины будут эквивалентны механическим из-за работы в тех же условиях в более щадящем режиме с большей сложностью конструкции.

Как сделать самодельный мини-пропеллер ветротурбины

Давайте сегодня сделаем самодельный мини-пропеллер ветротурбины. Когда я впервые планировал сделать простую мини-ветротурбину, я запутался в том, чтобы получить мини-пропеллер ветряной турбины. Многие люди предлагали мне заняться в хозяйственном магазине. Но, к сожалению, в нашем городе такого устройства не было.

На практике пропеллер является наиболее важной частью ветряного двигателя. Это функциональная часть

Они сделаны в такой форме, чтобы получить правильную функцию. Лопасти воздушного винта выполнены в форме изогнутого аэродинамического профиля, имеющего характерную форму с закругленной передней кромкой, за которой следует острая задняя кромка, часто с асимметричным выпуклостью.

Мы знаем, что энергия ветра является распространенным источником возобновляемой энергии в мире. Ветрогенераторы с горизонтальной осью являются наиболее популярной конструкцией. Есть несколько факторов, которые влияют на эффективность винта турбины с горизонтальной осью. Но здесь мы собираемся сделать рабочую модель ветряной турбины или мини-ветрогенератор собственного производства. Просто сделайте простую мини ветряную турбину для своих детей. Посмотри это видео. Тебе понравится!!

Купите кусочек ПВХ ТРУБЫ в хозяйственном магазине. Разрежьте его на три равные части.Затем снова разрезать каждые три части на две. Возьмите три из шести одинаковых лезвий. Используйте сверло, чтобы сделать отверстия на одном конце, если куски.Точные края, используя резак. Купить круглое основание и вырезать круглый кусок. (размер монеты) Сделайте отверстия, как показано на одинаковом расстоянии. Присоедините три лезвия к круглому основанию с помощью винтов цикла. Затяните винты с помощью гаечного ключа. Самодельный мини пропеллер ветротурбины готов.

Работа изогнутого аэродинамического профиля или лопастей пропеллера

Аэродинамический профиль спроектирован таким образом, что воздух движется по его верхней поверхности быстрее, чем по его нижней поверхности. Когда аэродинамический профиль движется в воздухе, скорость воздуха над фольгой будет больше, чем скорость на нижней поверхности. Основным принципом работы аэродинамического профиля является принцип Бернулли. Это соотношение, связывающее скорость жидкости и давление. Принцип гласит, что «давление жидкости уменьшается с увеличением скорости жидкости». На самом деле принцип поднятия самолета – это принцип Бернулли.

Минусы электрического варианта

Многие мои читатели думают – что сделать такую систему очень просто, нужно взять какой-нибудь кулер и вставить его в патрубок забора воздуха и вот оно счастье! Такие «чудо-кулеры» продаются, как правило в китайских интернет магазинах, про такие типы поговорим ниже.

Однако ребята тут не все так просто. В нормальном (на холостых) режиме, атмосферный двигатель 1,6 литра потребляет примерно 300 – 400 литров воздуха за час работы. А на больших оборотах скажем в 4000 – 5000 умножаем эту цифру на 4 – 5, то есть 1200 – 1600 литров. Просто представите этот объем! Если вычислить минутное потребление 300/60 = 5 литров в минуту, или 20 при больших оборотах.

Так вот – электро турбина должна увеличивать эту цифру, а не тормозить ее! Если вы поставите слабый двигатель, он не будет нагнетать нужное давление, а создаст эффект «воздушной пробки», то есть он своими лопастями будет тормозить приток воздуха в двигатель – мешать нормальному проходу.

А теперь представьте, какой нужен электрический вариант двигателя для нагнетания такого объема! Повторюсь для повышения производительности нужно хотя бы 6 – 7 литров воздуха на холостых, и 25 на высоких и это для 1,6 литрового варианта, для больших объемов нужно больше.

Если провести аналогию с немецкими производителями, то там применяется как минимум бесколлекторный 0,5 КВт электромотор, который вращается с бешенными оборотами, может достигать до 20 000 и его способности к давлению составляют от 1 до 5 атмосфер.

Для более мощных автомобилей, применяются более мощные двигатели до 0,7 КВт.

Как становится понятно штатный генератор может и не потянуть такое потребление электричества, поэтому его заменяют на более мощный, либо ставят дополнительный.

А как известно высокое потребление энергии просто тормозит генераторы, а значит и увеличивает торможение двигателя, что скажется на его отдаче, понижается КПД.

Однако, проведенные эксперименты выявили рост производительности, примерно на 20 – 30% это существенно. Но из-за сложности и дороговизны устройств, применение на автомобилях пока не имеет массового производства.

Например, механические компрессоры намного дешевле и производительнее. Иногда разница в цене может достигать 5 – 7 раз.

Как сделать паровую турбину мини дома

Паровая Турбина своими руками

Паровая турбина u2014 как сделать своими руками. Жми!

Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы …

Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы …

Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы …

Самодельная паровая турбина (Homemade Steam Turbine)

Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы …

Паровая турбина u2014 как сделать своими руками. Жми!

Как сделать паровую турбину | Оракал

Как сделать паровую турбину ☛ Советы Строителей На DomoStr0y.ru

Паровая турбина u2014 как сделать своими руками. Жми!

Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы …

Электрические вентиляторы

Мощные вентиляторы, которые применяются для каминов и печей, работающих на дровах. Они рассчитаны на работу в горячей среде, где много золы и других продуктов горения.

Корпус таких устройств выполнен из оцинкованной стали со специально нанесенным полимерным покрытием, обеспечивающим ей защиту от агрессивной среды. В нем имеется защитная решетка, которая препятствует попаданию в воздуховод различных крупных и средних предметов.

Работает вентиляционное устройство от однофазного двигателя, который может обеспечить бесперебойную деятельность системы при любой погоде. Он хоть и имеет защиту от потока горячего воздуха, но для подстраховки вынесен вне зоны его движения. В нем имеются вентиляционные отверстия и специальное колесо, которое препятствует налипанию сажи и пыли.

Такая вентилируемая система полностью автоматизирована. В нее встроены температурные датчики, а также их аналоги, регулирующие силу потока воздуха. Они срабатывают на отклонения в работе электродвигателя и создают оптимальную тягу устройства.

Подготовка к установке турбонаддува своими руками

• сначала необходимо определиться с моделью турбокомпрессора. Его следует выбирать исходя из типа двигателя, его объёма, а также из мощности, которую автовладелец планирует получить после установки;
• проверяются (и в случае необходимости — заменяются) масляный и воздушный фильтры;
• далее необходимо проконтролировать уровень и качество масла в двигателе и состояние маслопроводов. Ни в коем случае нельзя допускать попадания грязи в масляную магистраль при работающем компрессоре;
• проверяется состояние катализатора. Если планируется использовать механический компрессор, забитый катализатор может создать в топливной системе избыток отработанных газов, что приведёт к перегреву турбокомпрессора;
• также следует проверить состояние воздушных патрубков. Если в них много грязи, их обязательно следует промыть в керосине;

Как соорудить мини-паротурбину своими руками

Для этих целей будет использоваться обычная консервная банка, проволока из алюминия, кусочек жести, и крепежные материалы.

Перечисленные материалы позволят сделать задуманное дома, не применяя для этих целей специальное оборудование и инструмент. Данная турбина будет наглядно демонстрировать превращение энергии пара в электричество.

Процесс изготовления

После этого крепится полоска на другое отверстие, крыльчатка закрепляется лопастями напротив трубки.

Сооружение крепят на проволочную подставку, берут шприц с водой и ее заполняют, а снизу зажигают сухое топливо. Из трубки будет вырываться струя пара, что приведет в движение импровизированный ротор.

Правда, мощности такой турбины ни на что не хватит, поскольку кпд ее очень низкий. Она может рассматриваться только в качестве макета для того, чтобы понять принцип работы оборудования.

Характерные ошибки

Перед тем как отремонтировать современную турбину дизеля своими руками, нужно помнить о распространенной ошибке новичков. Между корпусом, втулкой и валом картриджа имеются зазоры, которые заполняются маслом во время работы. Они позволяют компенсировать эффект демпфера.

Неопытные слесари расценивают этот как завышенный люфт и устанавливают втулки нестандартных размеров, которые монтируют «в натяг». В результате вращение ротора затрудняется, а втулка интенсивно изнашивается из-за демпферного эффекта и отсутствия смазки. Нередко это становится причиной деформации вала.

Также нельзя забывать о балансировке, которая выполняется на специальном стенде. Самостоятельно балансировать деталь реально, но это требует навыков и внимания. Ошибки ремонта и сборки приводят к необратимой поломке дорогостоящего узла. Поэтому при любом затруднении лучше обратиться к специалистам.