Sovralimentazione - Funzionamento

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Struttura della sovralimentazione

12 Collettore dell'aria di sovralimentazione

50 Turbocompressore a gas di scarico

50/1 Sportello di regolazione della pressione di sovralimentazione

50/2 Capsula valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione

50/3 Silenziatore

110/1 Condotto di aspirazione

110/2 Tubazione aria di sovralimentazione verso l'intercooler

110/3 Intercooler

110/4 Tubazione aria di sovralimentazione verso l'attuatore della valvola a farfalla

B17/7 Sensore di temperatura aria di sovralimentazione a monte della valvola a farfalla

B17/9 Sensore di temperatura aria di sovralimentazione a valle della valvola a farfalla

B28/5 Sensore di pressione a valle del filtro aria

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

B28/7 Sensore di pressione a valle della valvola a farfalla

M16/6 Attuatore farfalla

Y77/1 Convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione

Y101 Valvola di commutazione ricircolo dell'aria in fase di rilascio

A Gas di scarico

B Aria di aspirazione

C Aria di sovralimentazione (non raffreddata)

D Aria di sovralimentazione (raffreddata)

Presupposti per il funzionamento sovralimentazione - Generalità

 Morsetto 87M (gestione del motore ON)

 Il motore gira

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 corrispondente alla maggiore massa d'aria viene dosata dalla centralina di comando ME (N3/10).

Nella sovralimentazione l'energia di flusso dei gas di scarico viene utilizzata per l'azionamento del turbocompressore a gas di scarico.

Il turbocompressore a gas di scarico aspira l'aria esterna attraverso il filtro aria in corrispondenza dell'ingresso del compressore e la convoglia nel tubo aria di sovralimentazione a monte dell'intercooler facendola passare attraverso l'uscita del compressore.

A causa dell'elevato numero di giri della girante del compressore e dell'elevato flusso volumetrico risultante, l'aria viene compressa nel tubo aria di sovralimentazione.
La pressione di sovralimentazione massima è di 0,8 bar.

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Il silenziatore sull'uscita del compressore attenua le oscillazioni della pressione di sovralimentazione e la rumorosità fluidodinamica ad esse connessa che si genera in caso di rapide variazioni del n. di giri.

L'aria di sovralimentazione compressa fluisce attraverso il tubo dell'aria di sovralimentazione verso l'intercooler. Questo provvede quindi a raffreddare l'aria di sovralimentazione riscaldata dalla compressione e la convoglia verso il tubo distributore aria di sovralimentazione attraverso il tubo aria di sovralimentazione.

Sovralimentazione - Svolgimento della funzione

Il svolgimento della funzione è suddiviso nelle seguenti funzioni parziali:

 Svolgimento della funzione regolazione della pressione di sovralimentazione

 Svolgimento della funzione aria di ricircolo in fase di rilascio

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Svolgimento della funzione 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.

Il convertitore di pressione 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 sensori e le seguenti funzioni della gestione del motore:

- Sensore di temperatura aria di sovralimentazione a monte della valvola a farfalla

- Sensore di temperatura aria di sovralimentazione a valle della valvola a farfalla

- Sensore di pressione a monte della valvola a farfalla, pressione di sovralimentazione

- Sensore di pressione a valle della valvola a farfalla, pressione di sovralimentazione

- Sensore di pressione a valle del filtro aria, pressione di aspirazione

- Sensore del pedale dell'acceleratore (B37), carico richiesto dal conducente

- Sensore di Hall albero motore (B70) (con riconoscimento del senso di rotazione), numero di giri del motore

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

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

Per ridurre la pressione di sovralimentazione il flusso dei gas di scarico per l'azionamento della turbina del compressore viene deviato attraverso un bypass tramite l'apertura della valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione.

A tal fine il convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione attiva la capsula valvola a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione con la depressione proveniente dall'accumulatore di depressione. Inoltre la capsula mediante una tiranteria apre la valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione che determina la chiusura del bypass.

La valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione consente al flusso dei gas di scarico di bypassare la girante turbina regolando così la pressione di sovralimentazione e limitando il numero di giri della turbina.

In tal modo la pressione di sovralimentazione di max 0,8 bar può essere adeguata al carico attuale richiesto del motore.

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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.

Il sensore di pressione a valle del filtro dell'aria che si trova nella tubazione di aspirazione a monte del turbocompressore a gas di scarico serve alla centralina di comando ME per sorvegliare la sovralimentazione.

La temperatura dell'aria di sovralimentazione viene registrata nel tubo ripartitore dell'aria di sovralimentazione dal sensore di temperatura aria di sovralimentazione a valle della farfalla e comunicata alla centralina di comando ME in forma di segnale di tensione.

Svolgimento della funzione 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.

A causa della rapida chiusura della valvola a farfalla eseguita dall'attuatore della valvola a farfalla la pressione di sovralimentazione genera un'onda di ritorno verso il turbocompressore a gas di scarico.

Questa onda determinerebbe 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 impedisce ciò riducendo rapidamente la pressione tramite un canale di bypass nel lato aspirazione del turbocompressore a gas di scarico.

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Rappresentazione schematica del turbocompressore a gas di scarico con valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio

1 Compressore aria

2 Turbina

3 Verso la valvola a farfalla

4 Dal collettore dei gas di scarico

Y101 Valvola di commutazione ricircolo dell'aria in fase di rilascio

A Aria fresca

B gas di scarico

Quando il motore è sotto carico, il canale di 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.

Se la centralina di comando ME tramite il potenziometro valore effettivo 1 e 2 (M16/6r1, M16/6r2) riconosce la chiusura della valvola a farfalla e quindi la fase di rilascio, la valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio viene attivata. In questo caso la membrana viene caricata in antagonismo alla forza elastica e alla pressione di sovralimentazione aprendo il canale di 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, la valvola di commutazione non viene più attivata. La molla spinge la membrana in direzione della sede di tenuta. Qui la membrana viene trattenuta nella sede di tenuta dalla pressione di sovralimentazione chiudendo così nuovamente il canale di bypass.

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Vista in sezione della valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio

50 Turbocompressore a gas di scarico

50/2 Capsula a depressione sportello di regolazione pressione di sovralimentazione

50/3 Silenziatore

Y101 Valvola di commutazione ricircolo dell'aria in fase di rilascio

A Stato chiuso

B Aperto