Λειτουργία υπερπλήρωσης

Προϋπόθεση λειτουργίας Γενικά

 Κινητήρας σε λειτουργία

 Ο εγκέφαλος ME (N3/10) αναγνωρίζει τη λειτουργία κινητήρα μέσω της αξιολόγησης των σημάτων του αισθητήρα Hall στροφαλοφόρου (B70). Ο εγκέφαλος ΜΕ διαβάζει απευθείας τα σήματα του αισθητήρα Hall στροφαλοφόρου.

Υπερπλήρωση

Μέσω της υπερπλήρωσης βελτιώνεται ο βαθμός πλήρωσης του κυλίνδρου. Με τον τρόπο αυτό, αυξάνεται η ροπή και η ισχύς του κινητήρα. Η ποσότητα καυσίμου, που αναλογεί στην αυξημένη μάζα αέρα, μετριέται από τον εγκέφαλο ME.

Κατά την υπερπλήρωση χρησιμοποιείται η ενέργεια ροής των καυσαερίων για την κίνηση του στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων. Ο στροβιλοσυμπιεστής καυσαερίων αναρροφά καθαρό αέρα μέσω του φίλτρου αέρα από την είσοδο συμπιεστή και τον οδηγεί στο σωλήνα αέρα υπερπλήρωσης μέσω της εξόδου συμπιεστή. Μέσω του υψηλού αριθμού στροφών της φτερωτής συμπιεστή και της υψηλής ογκομετρικής ροής που συνεπάγεται, ο αέρας συμπιέζεται και θερμαίνεται στο σωλήνα αέρα υπερπλήρωσης. Η μέγιστη πίεση υπερπλήρωσης είναι περ. 2,2 bar.

Ο αέρας υπερπλήρωσης ρέει μέσω του σωλήνα αέρα φόρτισης προς το ψυγείο αέρα υπερπλήρωσης, όπου ψύχεται σε θερμοκρασίες περ. 30 °C. Στη συνέχεια ο αέρας υπερπλήρωσης προωθείται στον διανομέα αέρα υπερπλήρωσης, όπου τροφοδοτεί τους κυλίνδρους για την καύση.

P09.00-2157-76

Η υπερπλήρωση χωρίζεται στα ακόλουθα σημεία:

 Σύστημα ελέγχου πίεσης φορτίου

 Ηλεκτρική πρόσθετη υπερπλήρωση

 Αέρας επανακυκλοφορίας

Σύστημα ελέγχου πίεσης φορτίου

Η ρύθμιση πίεσης υπερπλήρωσης πραγματοποιείται μέσω του ρυθμιστικού στελέχους κλαπέτου ρύθμισης πίεσης υπερπλήρωσης (M16/7). Το ρυθμιστικό στέλεχος κλαπέτου ρύθμισης πίεσης υπερπλήρωσης ενεργοποιείται από τον εγκέφαλο ME για τη ρύθμιση πίεσης υπερπλήρωσης ανάλογα με το πεδίο αναγνώρισης και το φορτίο. Για να γίνει αυτό, ο εγκέφαλος ME αξιολογεί τα παρακάτω σήματα και τις λειτουργίες του συστήματος διαχείρισης κινητήρα:

 Πίεση υπερπλήρωσης και θερμοκρασία αέρα υπερπλήρωσης

Αισθητήρας πίεσης και θερμοκρασίας αέρα υπερπλήρωσης (B4/32)

Αισθητήρας πίεσης και θερμοκρασίας πριν το στραγγαλιστικό κλαπέτο (B28/26)

Αισθητήρας πίεσης και θερμοκρασίας μετά τον στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων (B28/17)

 Πίεση αναρρόφησης

Αισθητήρας πίεσης μετά το φίλτρο αέρα (B28/11)

 Απαίτηση φορτίου από τον οδηγό

Ο εγκέφαλος συστήματος μετάδοσης κίνησης (N127) διαβάζει άμεσα τα σήματα του αισθητήρα πεντάλ γκαζιού (B37) και στέλνει τη θέση του πεντάλ γκαζιού μέσω CAN μετάδοσης κίνησης (CAN C1) στον εγκέφαλο ME.

 Αριθμός στροφών κινητήρα

Αισθητήρας Hall στροφαλοφόρου άξονα

 Έλεγχος κρουστικής καύσης, προστασία υπερφόρτωσης κιβωτίου ταχυτήτων, προστασία κατά της υπερθέρμανσης

Στη λειτουργία πλήρους φορτίου, δημιουργείται μηχανικά μέγιστη πίεση υπερπλήρωσης. Για τη μείωση της πίεσης υπερπλήρωσης, το ρεύμα καυσαερίων για τη μετάδοση κίνησης του στροβίλου υπερπλήρωσης, αλλάζει κατεύθυνση μέσω του ανοίγματος του ρυθμιστικού κλαπέτου πίεσης υπερπλήρωσης μέσω μιας παράκαμψης.

Το ρυθμιστικό στέλεχος κλαπέτου ρύθμισης πίεσης υπερπλήρωσης ενεργοποιεί μέσω μιας ράβδου το κλαπέτο ρύθμισης πίεσης υπερπλήρωσης, το οποίο σφραγίζει την παράκαμψη. Μέσω της παράκαμψης ένα μέρος της ροής καυσαερίων ρέει δίπλα από το στρόβιλο, ρυθμίζοντας έτσι την πίεση υπερπλήρωσης και περιορίζοντας τον αριθμό στροφών στροβίλου. Ως αποτέλεσμα, η πίεση υπερπλήρωσης μπορεί να προσαρμοστεί στην τρέχουσα απαίτηση φορτίου του κινητήρα.

Για την επιτήρηση των τρεχουσών συνθηκών πίεσης και θερμοκρασίας στη διαδρομή αέρα υπερπλήρωσης από τον στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων μέχρι τον διανομέα αέρα υπερπλήρωσης, ο εγκέφαλος ΜΕ αξιολογεί τα σήματα από τους αισθητήρες πίεσης και θερμοκρασίας. Η πίεση υπερπλήρωσης προσαρμόζεται στις απαιτήσεις του κινητήρα.

Ηλεκτρική πρόσθετη υπερπλήρωση

Η πίεση υπερπλήρωσης εξαρτάται άμεσα από τον αριθμό στροφών του στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων, ο οποίος κινείται από τη ροή καυσαερίων. Η πίεση υπερπλήρωσης του στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων στην κάτω περιοχή στροφών/μερικού φορτίου είναι χαμηλή και μεγαλώνει όσο αυξάνεται ο αριθμός στροφών του κινητήρα. Σε περίπτωση που ζητηθεί γρήγορη και αυξημένη ισχύς από τον οδηγό, αυτό διαρκεί ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, μέχρι να μπορεί να δημιουργηθεί η μέγιστη πίεση υπερπλήρωσης, έτσι ώστε να διατίθεται όλη η ισχύς του κινητήρα. Αυτή η συμπεριφορά στους κινητήρες με υπερπλήρωση ονομάζεται "κενό κατά τη λειτουργία του στροβιλοσυμπιεστή".

Για την εξάλειψη του "κενού κατά τη λειτουργία του στροβιλοσυμπιεστή" και τη διάθεση ομοιόμορφα υψηλής πίεσης υπερπλήρωσης σε όλο το εύρος των στροφών, ένα μέρος της πίεσης υπερπλήρωσης στην κάτω περιοχή στροφών/περιοχή μερικού φορτίου παράγεται από τον ηλεκτρικό πρόσθετο συμπιεστή. Η πίεση υπερπλήρωσης που προκύπτει φτάνει τα 400 mbar.

Το σύστημα διαχείρισης κινητήρα υπολογίζει την κανονική πίεση υπερπλήρωσης σε κάθε αριθμό στροφών κινητήρα ανάλογα με την απαίτηση φορτίου, την κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα και τις συνθήκες περιβάλλοντος. Επειδή ο στροβιλοσυμπιεστής καυσαερίων δεν μπορεί να δημιουργήσει την κανονική πίεση υπερπλήρωσης στην περιοχή των χαμηλών στροφών, η διαφορά πίεσης ανάμεσα στην πραγματική και την κανονική πίεση υπερπλήρωσης αντισταθμίζεται μέσω του ηλεκτρικού πρόσθετου συμπιεστή. Το σύστημα διαχείρισης κινητήρα υπολογίζει τον αριθμό στροφών του πρόσθετου συμπιεστή που ταιριάζει στην απαιτούμενη πίεση υπερπλήρωσης.

Ο εγκέφαλος ME ζητά την ενεργοποίηση του πρόσθετου συμπιεστή με αριθμούς στροφών έως 3000 σ.α.λ. μέσω CAN αισθητήρων μετάδοσης κίνησης (CAN I).

Κατά την ενεργοποίηση του πρόσθετου συμπιεστή, ανιχνεύονται τα σήματα του αισθητήρα πίεσης και θερμοκρασίας πριν το στραγγαλιστικό κλαπέτο για την επιτήρηση της πίεσης υπερπλήρωσης. Αν ο στροβιλοσυμπιεστής καυσαερίων λειτουργεί μόνος, η μέτρηση της πίεσης γίνεται από τον αισθητήρα πίεσης και θερμοκρασίας μετά τον στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων.

P09.00-2164-05

Αέρας επανακυκλοφορίας

Ο στροβιλοσυμπιεστής καυσαερίων συνεχίζει να περιστρέφεται λόγω της αδράνειας του άξονα, της φτερωτής συμπιεστή και του στροβίλου μετά το ρολάρισμα. Σε περίπτωση γρήγορου κλεισίματος του στραγγαλιστικού κλαπέτου ένα κύμα πίεσης υπερπλήρωσης επιστρέφει στη φτερωτή συμπιεστή. Αυτό το κύμα πίεσης υπερπλήρωσης θα μπορούσε να δημιουργήσει εκεί μια κατάσταση με χαμηλό όγκο παροχής και υψηλές αναλογίες πίεσης, γεγονός που θα είχε ως αποτέλεσμα την καταπόνηση του συμπιεστή (σύντομα βουητά και μηχανική καταπόνηση). Το άνοιγμα της βαλβίδας εναλλαγής αέρα επανακυκλοφορίας το εμποδίζει αυτό με τη γρήγορη μείωση της πίεσης μέσω μιας παράκαμψης στην πλευρά αναρρόφησης του στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων.

P09.40-2654-82

Στη λειτουργία του κινητήρα με φορτίο, η παράκαμψη διατηρείται κλειστή με ένα διάφραγμα που τροφοδοτείται με πίεση υπερπλήρωσης.

Αν σβήσει ο κινητήρας, το διάφραγμα πιέζεται στη στεγανοποιητική έδρα μέσω ενός ενσωματωμένου ελατηρίου στη βαλβίδα εναλλαγής αέρα επανακυκλοφορίας. Αν αναγνωρίσει ο εγκέφαλος ΜΕ μέσω του ποτενσιόμετρου πραγματικής τιμής 1 (M16/6r1) και του ποτενσιόμετρου πραγματικής τιμής 2 (M16/6r2) στο ρυθμιστή θέσης στραγγαλιστικού κλαπέτου (M16/6) το κλείσιμο του στραγγαλιστικού κλαπέτου και συνεπώς το ρολάρισμα του οχήματος, ενεργοποιεί τη βαλβίδα εναλλαγής αέρα επανακυκλοφορίας. Ταυτόχρονα έλκεται το διάφραγμα κόντρα στη δύναμη ελατηρίου και την πίεση υπερπλήρωσης και ανοίγει την παράκαμψη προς την πλευρά αναρρόφησης. Η πλεονάζουσα πίεση υπερπλήρωσης εκτονώνεται έτσι.

Αν μεταβεί ο κινητήρας από ρολάρισμα στη λειτουργία με φορτίο, δεν ενεργοποιείται πλέον η βαλβίδα εναλλαγής αέρα επανακυκλοφορίας. Το ελατήριο πιέζει το διάφραγμα στην κατεύθυνση της στεγανοποιητικής έδρας. Εκεί έλκεται το διάφραγμα από την επικρατούσα πίεση υπερπλήρωσης στη στεγανοποιητική έδρα και σφραγίζει έτσι πάλι την παράκαμψη.

P09.40-2655-76