Установка турбины на МТЗ 80(82) и настройка топливной под турбонаддув

С целью увеличить тяговые характеристики трактора МТЗ 80 82 многие владельцы техники задаются вопросом — каким образом переоборудовать обычный двигатель Д- 240, Д-243 турбиной? Технически переоборудование заключается в максимальном доведении агрегата до соответствия комплектации модернизированного дизеля марки Д 245, который является турбированной версией вышеуказанных марок двигателей. Кроме этого, необходимо перенастроить топливную аппаратуру  и газораспределительный механизм ввиду изменения теплового режима сгорания, состава горючей смеси и увеличенных динамических нагрузок в соответствие показателями турбированного дизеля. Таким образом, при грамотной и удачной модернизации, можно достичь увеличения мощности дизеля до 25%. Т. е вместо стандартных 80 лошадок Д-240 увеличить до 100 лошадиных сил.

Турбокомпрессор на дизеле Д-240

Нагнетание воздуха осуществляет турбокомпрессор за счёт инерции выхлопных газов дизеля направленных на лопасти турбины, которая, в свою очередь, передаёт вращение нагнетателю компрессора, принудительно ускоряя поток воздуха во всасывающий коллектор дизеля.

Турбины для МТЗ 80(82)

На тракторах МТЗ с дизелями Д-245 устанавливаются турбины марки ТКР 6-00.01 или полный импортный чешский аналог  C14-127 производителя «CZ Strakonice». Данные турбины представлены в ряде модификаций, различие которых определяется возможностью смены углов разворота патрубков относительно корпусов турбины и компрессора, таким образом, определяется возможность установки узла с учётом конструктивных особенностей дизеля. Модификации отмечаются индексами в марке узла -01,02,03 и т. д.

Схема устройства турбокомпрессора

Популярность данного узла обусловлена широким использованием дизеля Д 245 на ряде марок грузовых автомобилей, автобусов и тракторов. Учитывая совершенно одинаковые параметры поршневой группы дизелей Д 245 и Д 240(243) — ТКР 6-00.01 логично используют для установки надува на МТЗ 82(80).

Технические характеристики турбин

Последняя информация по поводу выбора марки турбины для Д-240 трактора МТЗ 80(82), говорит о предпочтении установки узла ТКР 7Н-2А «Борисовского завода агрегатов»(чешский аналог К 27-43-01 производителя«CZ Strakonice» ). Исходя из характеристик узлов – ТКР 7 отличается более низкой производительностью и соответственно меньшим показателем избыточного давления. Таким образом, данный узел создаёт щадящий надув для дизеля Д-240(243) в отличие от ТКР 6 предназначенного для Д245.

Продавцы утверждают, что по конструкции и своим техническим параметрам данный узел более адаптирован к переоборудованию Д240(243). Кроме этого, утверждают ,что  использование этого узла не требует дополнительной перенастройки топливной. Хотя грамотно и аргументировано, основываясь на технические аспекты, обосновать это утверждение не берутся.

Как по мне, перенастройка нужна, так как турбина, нагнетанием создаёт дополнительное давление воздуха в камере сгорания, этим самым увеличивает его объём. Поэтому для сбалансированного смесеобразования увеличение подачи топлива в режимах нагрузки логично и необходимо. В результате возгораемая смесь в цилиндре будет выдавать больше энергии, чем в обычном режиме, что даст рост мощности агрегату до 25%. Просто надувом воздуха, без регулировки топливной  можно ожидать повышение максимум на 5-8%.

Касаясь предлагаемых на рынке турбин, могу сказать, что очень много некачественной продукции с малым ресурсом эксплуатации. Выбор нужно останавливать на продукции подтверждённой гарантиями производителя, достоверными отзывами пользователей. Несмотря на стоимость — в два раза дороже, популярность завоевали импортные чешские узлы, подкупая своей надёжностью. Хотя  можно найти узлы и отечественного производства достойного качества.

Основным слабым местом узла является ось вращения турбины и компрессора. Так как бронзовые подшипники скольжения узла работают в жёстких температурных и динамических условиях, устойчивость к износу именно этой части определяет долговечность работы турбокомпрессора. Несмотря на постоянную подачу масла к подшипникам вращения некачественные детали под воздействием горячих выхлопных газов и большой скорости вращения быстро изнашивается и подаваемую смазку начинает выбрасывать в выхлопную трубу. Также при увеличенных зазорах в разбитом подшипнике может перекосить турбину и привести к заклиниванию.

Комплект узлов и деталей для турбонаддува

Основными частями является сама турбина и выхлопной коллектор от Д245 с местом для посадки узла.  Всё остальное переоборудование часто выполняют индивидуально, подгоняя патрубки впускного коллектора и выхлопной трубы. При соединении в единую систему воздушного фильтра, впускного  коллектора и турбины используют подходящего диаметра металлические резиновые тубы, подтянутые хомутами.

На сегодня в продаже есть предложения наборов деталей для установки турбокомпрессора на МТЗ 82(80) которые упрощают задачу.

• Турбокомпрессор
• Выхлопной коллектор с выводом для соединения турбины и местом под крепление колена –переходника под глушитель
• Металлическая проставка под турбину ( в случае установки узла ТКР 6)
• Колено–переходник глушителя
• Металлическая термостойкая втулка для уплотнения переходника с турбиной
• Набор патрубков для соединения турбины  впускным коллектором и воздухофильтром.
• Трубки для подвода масла к подшипнику турбины и отвода в слив.
• Набор паранитовых прокладок

Комплект узлов и деталей для установки турбины на МТЗ 80

Особенности монтажа турбины

Важно при установке узла, обеспечить герметичность во всех уплотнительных соединениях, дабы сохранить прирост давления во всасывающем коллекторе, создаваемый компрессором и исключить прорыв из мест соединения выхлопного коллектора газов направленных на создание инерции для вращения турбины.

Устанавливая узел нужно заправить 50 гр. масла в полость через верхнее отверстие для подсоединения подачи масла, обеспечивая смазку подшипников при пуске. При соединении маслопровода не использовать герметик, так как при выдавливании излишков уплотнителя перекроет масляный канал, что приведёт к моментальному выходу из строя подшипника и всего узла.

На МТЗ 80 (82) подвод масла к турбине осуществляют от центрифуги. Слив масла с турбины выводят в люк с правой стороны картера либо в горловину для заправки масла в дизель. Важно убедиться в свободной подаче и сливе масла, так как от этого напрямую зависит смазка и охлаждение подшипников узла, техническое состояние которых определяет долговечность работы турбокомпрессора.

Перенастройка топливной МТЗ 80 для турбонаддува

Часто перенастройкой пренебрегают и довольствуются неполным повышением мощности дизеля с турбиной. Для тех кто не понимает смысла настройки топливной, чтобы обосновать необходимость перенастройки ТНВД, показываю несколько технических параметров тракторов МТЗ 1025 с турбированным двигателем Д-245 и МТЗ 80 с простым Д 243.

Если сравнить данные, видно, что по объёму и параметрам поршневой — двигатели одинаковы, но отмеченные красным шрифтом данные отличаются. Следствием остальных увеличенных эксплуатационных характеристик МТЗ 1025 является цикловая номинальная подача топлива ТНВД, указанная последним пунктом, которая больше от значения МТЗ 80 на 20 ммᶾ больше. Результатом является увеличенный крутящий момент и мощность в комплексе с работой турбокомпрессора. Также в результате увеличенных термодинамических нагрузок в турбированном дизеле увеличены значения регулировки выпускных клапанов и угол опережения впрыска.

Таким образом, из данных понятно, что регулировка ТНВД при установке турбины просто необходима. В противном случае добиться повышения мощности на 20-25% одним надувом без увеличения подачи топлива и полной настройки ТНВД по параметрам дизеля Д 245 невозможно. Настройка осуществляется только на стенде у специалиста-топливщика.

Дополнительно нужно привести в соответствие регулировку зазоров выпускных клапанов, откорректировать опережение впрыска, а также увеличить давление впрыска до 21,6 мПа в случае модернизации Д-240 с давлением впрыска 17,6 мПа.

Методы корректировки топливной при установке ТКР6 или ТКР7

В случае использования ТКР 6 и можно полностью руководствоваться привидением в соответствие регулировок топливной дизеля Д 245. При этом в работе модернизированного дизеля Д-240 вместе с выдаваемой мощностью возрастут все термодинамические нагрузки. Поэтому при эксплуатации этот фактор нужно учитывать. Если в процессе эксплуатации вы придёте к выводу, что такой рост нагрузок для дизеля неприемлем, нужно откорректировать настройки в меньшую сторону.

При установке ТКР 7, изначально предназначенной для дизеля Д-260, параметры настройки ТНВД нужно изменять только экспериментально начиная с увеличения цикловой подачи топлива на 10%. Далее, ориентируясь на реакцию дизеля при выдаче максимальной мощности и изменении термодинамических нагрузок, в пределах допустимых тепловых режимов работы —  поднимать цикловую подачу топлива до 20% с шагом в 5%.

Для тех, кто на этом не успокоится, можно в перспективе подкинуть более термостойкую поршневую Д-245 и усиленные коленвал с шатунами, а вишенкой на торте будет установка узла для предварительного охлаждения всасываемого воздуха – интеркулера, что положительно повлияет на КПД турбокомпрессора.

Нужен ли турбонаддув на МТЗ 80(82) ?

Вообще то, необходимость такой модернизации — вопрос риторический, в котором можно обсудить массу факторов «за и против» такой переделки исходя из индивидуальной специфики эксплуатации и технического состояния трактора.  Я в этом вопросе приверженец консервативной позиции и не сторонник этой идеи.

Вот мои мысли и аргументы по этому поводу:

1. Модернизация стоит денег, и её успех зависит от квалифицированного грамотного участия специалистов.
2. Оснащение турбиной должно быть оправдано спецификой эксплуатации трактора. То есть, если ваш трактор работает под погрузчиком или просто таскает за собой прицеп на транспортных, коммунальностроительных работах в этом вообще нет никакого смысла, так как повышение мощности на данных работах не будет реализовано в повышении производительности или использовании увеличенных тяговых качеств трактора. Другое дело, если машина активно используется в полевых работах особенно в составе почвообрабатывающих агрегатов или других работах требующих повышенных тяговых усилий, тогда в этом есть логика и смысл.
3. Принимая решение — восемнадцать раз подумайте. Использование повышенной мощности двигателя подразумевает под собой дополнительную нагрузку на детали двигателя, все узлы трансмиссии и ходовой части. Оцените потенциал ресурса своего трактора. Насколько повышение мощности будет оправданно в вашей ситуации учитывая, что на одной чаше весов будет увеличение производительности и эксплуатационных качеств, а на другой сумма затрат на модернизацию ускоренный износ механизмов и увеличенный риск возникновения поломок. Часто ресурс многих машин не готов к таким условиям работы и эффект полученного преимущества в мощности быстро нивелируется поломками, спровоцированными усталостью металла деталей. Если дизель не выдаёт нормального давления масла, поршневая подношена — с установкой надува вообще нет смысла заморачиваться.
4. Кроме этого, нужно осознавать, что в отличие от Д 245 с термостойким молибденовым покрытием поршневой и дополнительным масляным охлаждением днища поршней, износостойкой вставкой из легированной стали под первое компрессионное кольцо в поршнях  – детали обычного дизеля Д 240(243) не адаптированы к дополнительным температурным и динамическим нагрузкам. Поэтому повышенный тепловой режим сгорания топлива в режиме наддува может уменьшить срок эксплуатации дизеля.