Турбокомпрессоры HOLSET

Человечество давно заметило – ​любое топливо лучше всего горит на ветру. Столетиями кузнецы использовали принудительную подачу воздуха в плавильную печь и горн. А с появлением двигателей внутреннего сгорания уже в начале ХХ века начались эксперименты с наддувом по повышению мощности атмосферных моторов. Авиация, судостроение, промышленные двигатели гигантского объема – ​где только не использовался потом турбонаддув, а в автомобилях всплеск интереса к «наддутым» моторам появился после окончания Второй Мировой войны.
Современный ДВС не может быть атмосферным, без наддува. Не важно, какой это двигатель – ​бензиновый, газовый или дизельный, автомобильный или тепловозный. Иначе не добиться роста индикаторного КПД двигателя – ​улучшения его экономичности и увеличения мощности. В старых учебниках по теории двигателей, изданных лет 30-40 назад солидными советскими издательствами, говорилось о том, что турбонаддув обеспечивает увеличение мощности на 15-25 %, по отношению к мотору без наддува. Время показало, что в тот момент потенциал турбин явно недооценивали. Для российских перевозчиков показательны два примера: атмосферный дизель КАМАЗ‑740 при рабочем объеме 10,85 л развивал 210 л.с и 637 Н.м, ЯМЗ‑238 14,86 литра, 240 л.с./882 Н.м. Сегодня серийные длинноходные двигатели КАМАЗ‑740 60-й и 70-й серии, при объеме 11,76 литра имеют мощность 400 л.с./1766 Н.м. Ярославская «восьмерка» ЯМЗ‑6586 осталась при том же объеме, но мощность выросла до 420 л.с./1766 Н.м. У этих моторов есть и более мощные версии, к примеру, у ЯМЗ – ​500 сил и 1900 Н.м. Причем с двумя клапанами на цилиндр! То есть достигнут практически двукратный прирост мощности только за счет подачи воздуха в цилиндры под давлением, фаз газораспределения и настройки топливной аппаратуры. Та же самая история была с моторами по всему миру. У Scania в 1969 году появилась 14-литровая «восьмерка» с турбонаддувом DS 14 мощностью 335-385 л.с., а сейчас 16-литровый V‑8 развивает 730 л.с. У  Volkswagen дизелизация начиналась с 50-сильных атмосферных «четверок» объемом 1600 см3, позже 1,7 л, а сейчас с двухлитровых моторов снимают 170 л.с. И это мы говорим о серийных моторах, а у спортивных или специальных версий мощность выше по сравнению с «атмосферниками» в 2,5-3 раза. Да, с турбонаддувом мотор получается сложнее и дороже за счет применения не только самого ТКР, но и из-за применения теплообменника наддувочного воздуха, серьезных изменений в системе смазки, применения специальных масел. Однако другого технического решения – ​нет.

Отлаженная конструкция

Производителей турбокомпрессоров много, но не каждому удается десятилетиями выпускать высококачественную продукцию, быть на острие технического прогресса, поставлять турбины не только на конвейеры ведущих автопроизводителей, но и полноценно обеспечивать вторичный рынок. Компания HOLSET – ​один из таких мировых лидеров.
В 1952 году в Великобритании, в городе Хаддерсфильд была создана частная компания HOLSET, выбравшая для себя как специализацию разработку и производство турбокомпрессоров для различных ДВС. Через 20 лет эта успешная производственная и инжиниринговая фирма влилась в состав транснациональной компании Cummins Inc. что позволило ей выйти на новые рынки по всему миру и завоевать лидирующие позиции в производстве турбокомпрессоров. Была создана широкая сеть инженерных, производственных и сервисных центров по всему миру. В 2006 году произошел ребрендинг и HOLSET получила название Cummins Turbo Technologies. Однако логотип HOLSET по-прежнему можно встретить на отливке турбокомпрессоров для двигателей рабочим объемом от 2,8 до 120 (ста двадцати!) л: от моторов для LCV, средних и тяжелых грузовиков, любых автобусов и строительной техники до промышленных дизелей и газовых двигателей. Продукцию HOLSET десятилетиями успешно используют практически все европейские, американские и азиатские моторостроители, но по условиям контракта не все об этом говорят.
Создавая новые дизельные и газовые двигатели конструкторы рассчитывают на применение именно турбин HOLSET. В конце 90-х компанией были разработаны и запущены
в производство первые ТКР VGT – ​с электронной регулировкой направляющего аппарата. Такие турбины не только обеспечивали более пологую характеристику протекания крутящего момента, но еще и способствовали уменьшению вредных выбросов в атмосферу. А через несколько лет такие турбокомпрессоры внесли свой вклад в обеспечение перехода по всему миру двигателей с экологических норм Евро‑3 на Евро‑4 и далее. На тяжелых грузовиках одними из первых высокотехнологичные турбины HOLSET в начале 2000-х годов начали применять моторостроители IVECO и Scania, причем – ​не скрывая этого.
Наиболее эффективны современные системы двухступенчатого турбонаддува, которые позволяют резко увеличить литровую мощность моторов. Сдвоенные турбины для такой схемы турбонаддува тоже давно разработаны и выпускаются CumminsTurboTechnologies. Сдвоенную турбину серийно применяли уже в конце 2000-х на 220-сильных «четверках» D 0834 для создания среднетоннажных грузовиков MANTGL полной массой 11990 кг – ​эти моторы ставили вместо более тяжелых шестицилиндровых дизелей D 0836 той же мощности. Сейчас MAN все настойчивее применяет двухступенчатый турбонаддув на своих «больших» дизелях. Наиболее мощные версии «четверки» Volkswagen объемом 2 л оснащены тоже двухступенчатым турбонаддувом. Самый современный мотор из Набережных Челнов, 12-литровый КАМАЗ‑910 в спортивной версии с двухступенчатой турбиной HOLSET развивает максимальную мощность не 500-550 л.с., а около 700 л.с.
Еще одна система, связанная с применением турбокомпрессора – ​так называемый турбокомпаунд. В ней используется энергия отработавших газов, которая позволяет дополнительной турбиной, через понижающий редуктор, «подкручивать» коленвал. У 12-литрового дизельного мотора турбокомпаунд дает «дармовую» прибавку мощности где-то на 50 л.с., увеличивается и крутящий момент. Если мощность оставлять той же, как и с обычным ТКР, то у двигателистов появляется возможность добиться более чистых экологических настроек. Такая турбина с редуктором – ​тоже одна из разработок HOLSET середины 90-х: ее применяли на американских грузовиках, а также соотечественники-конкуренты Scania и Volvo. В середине 2000-х годов обе шведских компании опять вернулись к теме применения турбокомпаунда. В 2008 году Scania применяла хитрую турбину на моторах DC 12, увеличив мощность с 420 до 470 л.с., примерно в этот же период у Volvo аналогичный 12-литровый двигатель D 12D развивал уже 500 л.с. Премьера самой новой разработки применения турбокомпаунда у Volvo Trucks должна состоятся этим летом. Mercedes-Benz отказался от своих дизелей V6 ОМ501 и V8 ОМ502 ради рядный «шестерок» именно из-за перспективы применения турбокомпаунда… С турбокомпаундом связывают перспективы реализации еще более высоких норм токсичности, чем Евро‑6… И в большинстве случаев, все это – ​продукция HOLSET!
В России турбины HOLSET идут на сборочные конвейеры моторного завода КАМАЗ – ​не только на его классические V-образные «восьмерки», их планируют ставить и на новый перспективный двигатель КАМАЗ‑910. Турбокомпрессоры Cummins Turbo Technologies также идут на комплектацию двигателей Cummins 4ISBe/6ISBe и Cummins ISL, изготавливаемые в Набережных Челнах на совместном предприятии «Камминз КАМА». Продукцию компании используют на дизелях для автомобилей «Группы ГАЗ» – ​на Ярославском моторном заводе, в частности, на рядных четырехцилиндровых моторах современного семейства ЯМЗ‑534.В Нижнем Новгороде турбины HOLSET стоят ​на «ГАЗелях» с двигателями Cummins ISF 2.8 Евро-4, как моделей «Бизнес», так и «ГАЗель-Next».

Мощное решение

Понятно, что перевозчик чаще всего не может влиять на выбор турбины автозаводом при комплектации приобретаемого автомобиля. Но как только заканчивается срок гарантии, при замене вышедшего из строя ТКР все решает уже он сам. Если по имеющейся у него статистике установленный на конвейере турбокомпрессор не оправдал его надежд, не порадовал ресурсом, то технически компетентный владелец автопарка будет искать альтернативу неудачной турбине. А поставляемые в Россию на вторичный рынок турбины HOLSET позволяют не только вернуть любому дизельному мотору былую мощность и экономичность, но и при правильном подборе ТКР – грамотно форсировать двигатель. У компании Cummins TurboTechnologies существуют электронные каталоги https://www.cumminsturbotechnologies.com/Holset%20Catalogue, по которым легко подобрать нужную турбину, основываясь на марке и модели двигателя, его экологическом классе.
К сожалению, успешные продажи любой качественной продукции всегда сопровождают подделки… При весьма достоверном воспроизведении внешнего вида турбокомпрессоров HOLSET, шильдиков и упаковки все же невозможно обеспечить полную идентичность контрафакта оригиналу. Необходимо применить столь же жаропрочные материалы, качественно и точно изготовить, отбалансировать турбинное и компрессорное колесо, обеспечить ресурс вала и подшипников. Современный турбокомпрессор – ​технологически сложный агрегат! Для борьбы с подобным контрафактом CumminsTurboTechnologies запустила в России программу по использованию голографических наклеек для более высокой степени защиты своей продукции. Антиконтрафактная наклейка исполняет роль пломбы, гарантирующей отсутствие вмешательства в упаковку, содержит не только голограмму, защищающую наклейку, но и QR-код, позволяющий проверить подлинность продукции. Оригинальная продукция HOLSET обеспечивается гарантией до одного года без ограничения пробега.
Помимо полностью готовых к установке на двигатель новых турбокомпрессоров, компания HOLSET поставляет на вторичный рынок оригинальные ремкомплекты и картриджи турбин. Такие наборы позволяют оптимизировать расходы при ремонте в случае поломки ТКР. Это давно отлаженное, экономически эффективное решение проблемы. Но надо учесть, что ремкомплект довольно сложно установить в корпус и еще возможно придется балансировать турбинное и компрессорное колеса. Поэтому ремкомплекты используют в своей деятельности предприятия имеющие опыт в ремонте турбин, специализированное оборудование. При использовании картриджа, перевозчик получает надежные, полностью готовые к эксплуатации важнейшие компоненты ТКР, причем заводской сборки: вал, крыльчатки, подшипниковый узел уже установлены в корпусе. Картридж не требуют дорогостоящей и технологически сложной балансировки, на него распространяется такая же гарантия по сроку и пробегу, как и на новый ТКР. Необходимо только правильно смонтировать новый картридж вместо старого в корпуса «улиток», в результате получается турбокомпрессор с ресурсом нового, полностью соответствующий стандартам HOLSET. Восстановление турбины заменой картриджа обходится значительно дешевле, чем приобретение нового турбокомпрессора.

Мнение

Артем Белов 
менеджер по продажам Камминз Турбо Технолоджиз Россия и СНГ, ООО «КАММИНЗ», г. Москва

–  В подавляющем большинстве современных турбокомпрессоров используются подшипники скольжения, при этом вал турбины вращается с оборотами до 190 000 в минуту. Но надо понимать, что такую частоту вращения обеспечивают не сами втулки с антифрикционным покрытием, а масляный клин между втулками и валом. Поэтому самые распространенные причины выхода из строя ТКР так или иначе связаны со смазкой: используется масло, не соответствующее работе двигателя с турбонаддувом, очень часто – нарушена периодичность заменены масла и фильтров, в системе смазки двигателя низкое давление из-за повышенного износа поверхностей трения, масляное голодание из-за поломки трубок подающей смазку к турбине или повреждение сливной магистрали.
По нашим исследованиям, пик выходов из строя ТКР приходится на лето и зиму, когда температуры достигают крайних значений. Зимой, во время холодного пуска, загустевшему маслу требуется больше времени, чтобы должным образом смазать подшипниковый узел ТКР. Недостаточное количество масла, подаваемого к валу турбины, негативно сказывается на сроке службы ТКР. В летнее же время, при экстремальных температурных режимах, смазывающие свойства масла могут снижаться и, как результат, приводить к поломкам турбокомпрессора.
У некоторых перевозчиков сложилось ошибочное мнение, что турбина – ​капризный и ненадежный агрегат, а турбонаддув только усложняет двигатель. Однако при выполнении элементарных правил, причем применимых к любому механизму в автомобиле, ТКР не будет приносить никаких проблем. Основные рекомендации следующие:
1. Своевременно проводите техническое обслуживание мотора и используйте при этом качественные материалы, рекомендованные производителем.
2. Запустив двигатель, дайте ему поработать на холостых оборотах несколько минут – ​немного прогрейте мотор. Турбина при этом будет работать с небольшой частотой вращения. За это время масло уже будет прокачено по всей системе. Даже при низких температурах, при холодном пуске это позволит достигнуть рабочего давления масла и тем самым улучшит качество смазывания подшипникового узла ТКР.
3. Прежде чем остановить двигатель, тоже дайте двигателю поработать несколько минут на холостых оборотах, чтобы ТКР остыл. При работе двигателя под нагрузкой, обороты и температура турбокомпрессора довольно высоки. Остановка двигателя в горячем состоянии может привести к чрезмерному нагреву некоторых деталей турбины, что негативно скажется на ее сроке службы.
При приобретении новой турбины HOLSET рекомендуем обращать внимание на наличие антиконтрафактной наклейки с голограммой и QR-кодом. К сожалению, на российском рынке запчастей часто попадаются турбины, которые выглядят как продукция HOLSET, однако никогда не производились ни на одном из наших заводов и не соответствуют уровню требований CumminsTurboTechnologies. Подделки могут продаваться как по очень низким ценам, так и по ценам слегка ниже рыночных, чтобы привлечь внимание покупателя, но не вызвать подозрений в продаже контрафакта. Для гарантированной покупки оригинальной продукции HOLSET целесообразно обратиться к официальным дистрибьюторам компании, которые работают на территории России и стран СНГ (www.cummins.ru/Компоненты/turbotechnologies/Дистрибьюторы-Holset). Также можно направить запрос официальному дистрибьютору Cummins Inc. – ​ООО «Камминз» по адресу: DBU.Russia@ cummins.com, позвонить по тел.: +7 495 926-86-24. Специалисты HOLSET помогут Вам с выбором необходимого турбокомпрессора, предоставят рекомендации по эксплуатации.