Вскрытие показало… Часть 4. Перекрут
Был такой курьезный случай…
В практике эксперта был такой курьезный случай… Приносят на экспертизу не один, а сразу три турбокомпрессора! Все три – одинаковые, оригинальные «гарретты» турбодизеля Nissan, все – новенькие и все с одинаковыми следами насильственной смерти: вал ротора пополам, разлетевшиеся в стороны обломки вала с колесами застряли в корпусах. Рассказывают такую историю… Сломалась турбина. Владелец «Ниссана» покупает новую. Сервисники меняют (все делают тщательно, по инструкции). Автомобиль доезжает до ворот сервиса и… турбина взрывается! Хозяин расстроен, автомастера в недоумении, но думать некогда – надо трясти. Владелец достает из кошелька очередной «полтинник», покупает второй агрегат, его тщательно монтируют и… он также разлетается на куски на выезде из автосервиса. Короче: когда трагический сценарий точь-в-точь повторился в третий раз, у «ниссановладельца» закончились деньги и терпение, а у сервисменов зашевелилась мысль, что они что-то делают не так. Экспертиза подтвердила правильность этой мысли и установила, что все три покойника умерли из-за «перекрута». Так в просторечии называют то, что в терминах технических означает «превышение допустимой частоты вращения ротора». Что это за напасть такая, способная в мгновение ока крушить турбины и опустошать кошельки автовладельцев? Как с ней бороться? Об этом читайте далее…
Не раз говорилось, что турбокомпрессор (ТК) – агрегат особенный, причем во многих отношениях. Одна из его особенностей – феноменальная частота вращения ротора. Например, ротор турбокомпрессора ККК серии К24 с диаметром турбинного колеса 59 мм рассчитан на частоту вращения до 150000 мин‑1. Максимальная скорость вращения ротора самой маленькой турбины ККК серии КР31 (диаметр колеса турбины – 31 мм) почти вдвое больше – порядка 280000 мин‑1. Зависимость именно такая: чем меньше диаметр колес ротора, тем больше его номинальная частота вращения (фото 1). Только так достаточно компактная лопаточная машина может обеспечить требуемые параметры по степени повышения давления и расходу воздуха.
Строго говоря, разработчики ТК борются за компактность не столько всего агрегата в целом, сколько его основного рабочего узла – ротора. Чем компактнее ротор (меньше размеры колес и вала), тем меньше его масса и, как следствие, инерционность. Тем быстрее отклик турбокомпрессора на управляющее воздействие при изменении режима движения автомобиля. Поэтому задачу нагнетания воздуха в ДВС стараются решить применением ТК с наиболее компактным ротором, пусть даже ценой увеличения частоты его вращения. Это особенно важно в случае принципиально многорежимных двигателей пассажирских и малых коммерческих автомобилей. Для моторов большегрузной автотехники, морских и индустриальных двигателей эта задача не стоит так остро – они большую часть времени работают в стационарном режиме.
