Sobrealimentación - Funcionamiento

W09.00-1017-79

Generalidades

Las sobrealimentación del motor se realiza a través de dos turbocompresores de distinto tamaño acoplados en serie (1, 2) que funcionan a distintas etapas de presión. El pequeño turbocompresor de la etapa de alta presión (2) ya empieza a funcionar a un número de revoluciones del motor bajo. El mayor turbocompresor de la etapa de baja presión (1) se utiliza a un número de revoluciones del motor superior. La combinación de los turbocompresores de distintos tamaños (1, 2) permite el uso óptimo de la corriente a masa de los gases de escape (E) en todo el margen del número de revoluciones del motor a fin de alcanzar finalmente la presión de sobrealimentación óptima.

Por medio del posicionador de la presión de sobrealimentación (Y636) se puede regular la presión de sobrealimentación electrónicamente. La regulación de la presión de sobrealimentación electrónica:

 Permite ajustar la presión de sobrealimentación óptima en todo el margen de carga.

 Tiene en cuenta la influencia de otros sistemas que intervienen en la corriente de gases de escape y en la corriente de aire de sobrealimentación, como p. ej., la recirculación de gases de escape, la refrigeración del aire de sobrealimentación, el freno motor, el ajuste del árbol de levas.

 Tiene en cuenta numerosos parámetros, como p. ej., la temperatura y la presión del aire de admisión, los datos de inyección del combustible, la calidad del combustible, las fases de distribución de válvulas, etc.

 mejora el comportamiento de cálculo en la sobrealimentación

 Mejora la curva del par del motor en todo el margen del número de revoluciones del motor, especialmente con números de revoluciones del motor bajos.

 reduce el consumo de combustible

 reduce la emisión de contaminantes

 aumenta la potencia del motor

El posicionador de la presión de carga (Y636) está empalmado a través de un propio bus CAN a la unidad de control de la gestión del motor (MCM) (A4). La unidad de control de la gestión del motor (MCM) (A4) evalúa, por medio de diagramas característicos, todos los datos relevantes y emite mensajes correspondientes al posicionador de la presión de sobrealimentación (Y636), que por su lado activa la mariposa de regulación de la presión de sobrealimentación (15) por medio de un varillaje. En función de la posición de la mariposa de regulación de la presión de sobrealimentación (15), se conducen todos gases de escape (E) hacia la turbina del turbocompresor de la etapa de alta presión (2), o bien se desvía una parte hacia la turbina del turbocompresor de la etapa de baja presión (1). La turbina del turbocompresor de la etapa de alta presión (2) se activa exclusivamente por medio de los gases de escape (E) que se alimentan directamente. La turbina el turbocompresor de la etapa de baja presión (1) se acciona por medio de la parte de gases de escape (E) desviados, a través de la mariposa de regulación de la presión de sobrealimentación (15), y por medio de la parte restante, la cual abandona la turbina del turbocompresor de la etapa de alta presión (2).

En números de revoluciones del motor bajos, la corriente de la masa de los gases de escape (E) es pequeña. En este caso, el turbocompresor más pequeño de la etapa de alta presión (2) se acciona directamente sólo por la corriente de la masa de los gases de escape (E). De este modo, se genera una presión de sobrealimentación óptima ya en números de revoluciones del motor bajos. A medida que aumenta el número de revoluciones del motor, aumenta la corriente de la masa de los gases de escape (E). Una parte de los gases de escape (D) que va aumentando se alimenta luego directamente al turbocompresor de mayor tamaño de la etapa de baja presión (1). Ya en números de revoluciones del motor medianos, su turbina se encarga en gran medida de todo el trabajo de la turbina.

Función

Cada uno de los dos turbocompresores (1, 2) se componen de una turbina y un compresor dispuestos en un eje común (9, 13). Los gases de escape (E) fluyen primero a través de la rueda de turbina (8) y ponen ésta en un movimiento de giro. Por medio del eje (9) este movimiento de giro se transmite a la rueda de compresor (10). A continuación fluyen los gases de escape (E) a través de la rueda de turbina (12), que propulsa la rueda de compresor (14) a través del eje (13). La rueda de compresor (14) de la etapa de baja presión comprime el aire de admisión (A) limpiado por del filtro de aire. Por medio de un tubo (11) el aire de admisión precomprimido se conduce al compresor de la etapa de alta presión donde la rueda de compresor (10) sigue comprimiéndolo. En la salida del compresor de la etapa de alta presión se acumula ahora el aire de sobrealimentación (C) comprimido y calentado. El aire de sobrealimentación calentado (C) llega por medio de un tubo de aire de sobrealimentación al refrigerador del aire de sobrealimentación (4). En el refrigerador del aire de sobrealimentación (4) se enfría el aire comprimido, con lo que aumenta la densidad del aire del llenado de gases sin quemar y, con ello, la potencia del motor. El aire de sobrealimentación refrigerado (D) llega a continuación a través del cárter de aire de sobrealimentación (5) a cada uno de los cilindros.

Regulación de la presión de carga (mediante wastegate)

La unidad de control de la gestión del motor (MCM) (B616) determina la presión de sobrealimentación momentánea por medio del sensor de presión y temperatura de aire de sobrealimentación (A4). Si la presión de sobrealimentación es demasiado alta, se envía un mensaje al posicionador de la presión de sobrealimentación (Y636), que por su parte mediante un varillaje abre la mariposa de regulación de la presión de sobrealimentación (15). Según lo abierta que esté la mariposa de regulación de la presión de sobrealimentación (15), se desvían más o menos gases de escape (E) a través de un by-pass alrededor de la rueda de turbina (8) a la turbina del turbocompresor de la etapa de baja presión (1). Dado que solo una parte de los gases de escape (E) llegan a la rueda de turbina (8), esta ya no se acelera tanto y se reduce la presión de sobrealimentación.

Función de protección del turbocompresor

A través del sensor térmico del aire de sobrealimentación en la caja del compresor (B614) registra la unidad de control de la gestión del motor (MCM) (A4) la temperatura del aire de sobrealimentación calentado (C) en la salida del compresor de la etapa de alta presión. En combinación con el estado de carga momentáneo del motor, la unidad de control de la gestión del motor (MCM) (A4) detecta si se ha de activar el posicionador de presión de sobrealimentación (Y636) y se ha de adaptar la inyección para proteger el turbocompresor de la etapa de alta presión (2) contra cargas térmicas excesivas.