Sovralimentazione - Funzionamento

Presupposti per il funzionamento sovralimentazione - Generalità

 Il motore gira

 La centralina di comando sistema iniezione benzina e accensione ME (elettronica del motore) (N3/10) riconosce il funzionamento del motore analizzando i segnali del sensore di Hall albero motore (B70). La centralina di comando ME legge direttamente i segnali del sensore di Hall albero motore.

Sovralimentazione - Generalità

La sovralimentazione consente di migliorare il grado di riempimento dei cilindri. Ne consegue un aumento della coppia del motore e un incremento di potenza del motore. La quantità di carburante adattata in funzione della massa d'aria incrementata viene misurata dalla centralina di comando ME.

Nella sovralimentazione l'energia fluidodinamica dei gas di scarico viene sfruttata per azionare il turbocompressore. I turbocompressori a gas di scarico aspirano l'aria fresca tramite il filtro aria in corrispondenza dei punti di ingresso del compressore convogliandola attraverso le uscite del compressore nei tubi aria di sovralimentazione verso l'intercooler.

Grazie all'elevato n. di giri delle giranti del compressore e dell'elevata portata che ne deriva, l'aria di aspirazione viene compressa nei tubi aria di sovralimentazione. L'aria di sovralimentazione compressa fluisce attraverso i tubi aria di sovralimentazione verso l'intercooler. Successivamente questo raffredda l'aria di sovralimentazione riscaldata in seguito alla compressione e la convoglia verso il ripartitore dell'aria di sovralimentazione.

La sovralimentazione è suddivisa nelle seguenti funzioni parziali:

 Regolazione della pressione di sovralimentazione

 Aria di ricircolo in fase di rilascio

 Intercooler

Regolazione della pressione di sovralimentazione

La regolazione della pressione di sovralimentazione è di tipo elettropneumatico e avviene mediante il convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione (Y77/1). La depressione viene generata dalla pompa di depressione montata nel motore. Il convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione viene attivato in funzione del diagramma caratteristico e del carico dalla centralina di comando ME per la regolazione della pressione di sovralimentazione. A tal fine la centralina di comando ME valuta i seguenti segnali e le seguenti funzioni della gestione del motore:

 Temperatura dell'aria di sovralimentazione

Sensore di temperatura aria di sovralimentazione (B17/8)

 Pressione dell'aria di aspirazione a valle del filtro dell'aria

Sensore di pressione a valle del filtro aria, bancata di cilindri lato sinistro (B28/4)

Sensore di pressione a valle del filtro aria, bancata di cilindri lato destro (B28/5)

 Pressione di sovralimentazione a monte della valvola a farfalla

Sensore di pressione a monte della valvola a farfalla (B28/6)

 Pressione di sovralimentazione a valle della valvola a farfalla

Sensore di pressione a valle della farfalla (B28/7)

 Richiesta di carico da parte del conducente

La centralina di comando della catena cinematica (N127) legge direttamente i segnali del sensore del pedale dell'acceleratore (B37) e invia la posizione del pedale dell'acceleratore tramite CAN della trasmissione (CAN C1) alla centralina di comando ME.

 Regime di rotazione motore

Sensore di Hall albero motore

 Regolazione del battito in testa, protezione da sovraccarico del cambio, protezione contro il surriscaldamento

Nell'esercizio a pieno carico viene sviluppata la pressione di sovralimentazione massima.

Per ridurre la pressione di sovralimentazione i flussi dei gas di scarico per l'azionamento del turbocompressore a gas di scarico vengono intercettati aprendo le valvole di regolazione della pressione di alimentazione rispettivamente mediante un bypass. A tal fine la regolazione della pressione di sovralimentazione del convertitore di pressione attiva le capsule a depressione delle farfalle di regolazione della pressione di sovralimentazione con la depressione alimentata dalla pompa di depressione. Di conseguenza le capsule a depressione chiudono le valvole a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione tramite una tiranteria, le quali chiudono i bypass.

Se sulle capsule a depressione non è presente depressione, le valvole di regolazione della pressione di alimentazione e quindi i bypass vengono aperti. Le valvole di regolazione della pressione di sovralimentazione consentono ai flussi dei gas di scarico di bypassare le giranti della turbina, regolando così la pressione di sovralimentazione e limitando il numero di giri della turbina. In tal modo la pressione di sovralimentazione può essere adattata al carico momentaneamente richiesto del motore.

In caso di una perdita della tubazione tra la pompa di depressione e le capsule a depressione non è possibile sviluppare la pressione di sovralimentazione.

Per la sorveglianza della pressione di sovralimentazione attuale il sensore di pressione a monte della valvola a farfalla invia un corrispondente segnale di tensione alla centralina ME. I sensori di pressione a valle del filtro aria servono alla centralina di comando ME per sorvegliare la carica.

La temperatura dell'aria di sovralimentazione viene rilevata nell'intercooler dal sensore di temperatura aria di sovralimentazione e comunicata alla centralina di comando ME in forma di segnale di tensione.

 Il funzionamento della regolazione della pressione di sovralimentazione può essere valutato solo se con l'apparecchio di diagnosi viene visualizzato il messaggio "Regolazione pressione di sovralimentazione adattata". Dopo la sostituzione della centralina di comando ME o di un turbocompressore a gas di scarico, è necessario percorrere un tratto più lungo in determinate condizioni di esercizio. Soltanto a questo punto è possibile effettuare l'adeguamento della centralina di comando ME.
In caso di perdite dai flessibili tra le capsule a depressione, il convertitore di pressione della regolazione pressione di sovralimentazione e l'intercooler, nella centralina di comando ME viene memorizzato il guasto "Pressione di sovralimentazione troppo alta".
Le rapide richieste di carico al di sotto della pressione di sovralimentazione di base vengono regolate tramite l'attuatore della valvola a farfalla (M16/6).

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Aria di ricircolo in fase di rilascio

Dopo l'inizio della fase di rilascio il turbocompressore a gas di scarico continua a ruotare per effetto dell'inerzia della massa dell'albero, della girante del compressore e quella della turbina. In caso di rapida chiusura della valvola a farfalla un'onda di pressione di sovralimentazione torna verso il turbocompressore a gas di scarico. Questa onda determina in corrispondenza della girante del compressore una situazione di ridotta alimentazione e forte pressione con conseguente azione pompante del compressore (breve rumore e sollecitazione meccanica).

L'apertura della valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio sul rispettivo turbocompressore a gas di scarico impedisce ciò riducendo rapidamente la pressione tramite un bypass nel lato aspirazione del turbocompressore a gas di scarico.

Quando il motore è sotto carico, il bypass viene tenuto chiuso da una membrana alimentata con la pressione di sovralimentazione. Quando il motore è spento, la membrana viene spinta nella sede di tenuta mediante una molla integrata nella valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio.

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Se la centralina di comando ME tramite il potenziometro valore effettivo 1 (M16/6r1) e il potenziometro valore effettivo 2 (M16/6r2) riconosce la chiusura della valvola a farfalla e quindi la fase di rilascio, le valvole di commutazione di ricircolo dell'aria in fase di rilascio lati sinistro e destro vengono attivate. In questo caso la membrana viene caricata in antagonismo alla forza elastica e alla pressione di sovralimentazione aprendo il bypass collegato al lato aspirazione. La pressione di sovralimentazione in eccesso viene così eliminata.

Se il motore passa dalla fase di rilascio alla fase di carico, le valvole di commutazione non vengono più attivate. La molla spinge la membrana in direzione della sede di tenuta. Qui la membrana viene trattenuta nella sede di tenuta dalla pressione di sovralimentazione presente chiudendo così nuovamente il bypass.

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Intercooler

Tramite l'intercooler la temperatura dell'aria di sovralimentazione viene mantenuta su un livello pari a < 60 °C con temperatura ambiente di 20 °C. L'aria raffreddata a valle degli intercooler ha una densità superiore. In tal modo aumenta il livello di riempimento del cilindro e quindi la potenza del motore. Inoltre si riduce la tendenza a battere in testa e, grazie a temperature dei gas di scarico più basse, anche la formazione di ossidi di azoto (NOx). Le due bancate di cilindri dispongono di un intercooler con raffreddamento ad acqua comune. L'intercooler è collegato ad un circuito a bassa temperatura con radiatore a bassa temperatura e alla pompa di circolazione 1 circuito a bassa temperatura (M43/6).

Se la temperatura dell'aria di sovralimentazione è > 35 °C, la pompa di circolazione 1 circuito a bassa temperatura viene attivata dalla centralina di comando catena cinematica (N127) tramite il LIN della catena cinematica (LIN C3).

Se la temperatura dell'aria di sovralimentazione scende al di sotto di 25 °C, la pompa di circolazione 1 circuito a bassa temperatura viene nuovamente disinserita.

La temperatura dell'aria di sovralimentazione viene registrata nell'intercooler dal sensore di temperatura aria di sovralimentazione e trasmessa alla centralina di comando ME con un segnale di tensione.

Il sensore di temperatura circuito a bassa temperatura (B10/13) rileva la temperatura del liquido di raffreddamento nel circuito a bassa temperatura e trasmette un segnale di tensione corrispondente alla centralina di comando organi della trasmissione.

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