Sovralimentazione - Funzionamento

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.

Su ciascuna bancata cilindri è montato un turbocompressore a gas di scarico raffreddato con liquido di raffreddamento. Essendo disposti direttamente in corrispondenza del collettore di scarico, i turbocompressori si caratterizzano per la loro ottimale reattività e generano quindi un'elevata pressione di sovralimentazione già ai bassi regimi.

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 a monte degli intercooler.

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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 e quindi riscaldata passa attraverso i tubi aria di sovralimentazione per raggiungere gli intercooler. Questa raffreddano l'aria di sovralimentazione convogliandola attraverso il tubo di collegamento a Y e l'attuatore della valvola a farfalla (M16/6) verso il tubo di aspirazione.

I turbocompressori a gas di scarico generano pressione di sovralimentazione a partire da circa 1500 g/min. La pressione di sovralimentazione massima si ottiene a circa 2000 g/min.

La pressione di sovralimentazione massima è di ca. 1,5 bar.

Sovralimentazione - Svolgimento della funzione

Lo 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

 Svolgimento della funzione dell'intercooler

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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 (Y77/1). La centralina di comando ME, in funzione del diagramma caratteristico e del carico, attiva il convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione tramite un segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi (PWM) con una tasso di pulsazione compreso tra 5 e 95 %. 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 (B17/8)

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

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

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

- Sensore di pressione a valle della valvola a farfalla (B28/7), carico del motore

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

- Sensore di Hall albero motore (B70), n. di giri motore

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

- Sensore di pressione atmosferica nella centralina di comando ME, adattamento altimetrico (ad alta quota la pressione di sovralimentazione massima viene limitata)

- Temperatura dei gas di scarico (dal modello di calcolo/mappatura)

- Qualità del carburante (pressione di sovralimentazione massima sono con RON 98 (Research - Oktanzahl))

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In funzione del tasso di pulsazione la pressione di sovralimentazione proveniente dall'intercooler bancata cilindri destra viene convogliata per intero o parzialmente alle capsule. Tramite una tiranteria le capsule aprono le valvole di regolazione della pressione di sovralimentazione (valvole di regolazione della pressione di sovralimentazione), che chiudono i bypass. Le farfalle di regolazione della pressione di sovralimentazione consentono al flusso dei gas di scarico di bypassare le giranti turbina regolando così la pressione di sovralimentazione e limitando il numero di giri della turbina. 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, bancata cilindri sinistra e destra, che si trovano nelle tubazioni di aspirazione a monte dei turbocompressori a gas di scarico, servono alla centralina di comando ME per sorvegliare la sovralimentazione (caduta di pressione tramite il filtro aria). La temperatura dell'aria di sovralimentazione viene registrata nel collettore di aspirazione dal sensore di temperatura aria di sovralimentazione e comunicata alla centralina di comando ME con un segnale di tensione. La pressione di sovralimentazione massima viene abilitata solo quando la temperatura dell'aria di sovralimentazione è <70 °C.

Il riconoscimento del carico del motore (in funzione dell'angolo di apertura della valvola a farfalla) avviene mediante il segnale di tensione del sensore di pressione posizionato a valle dell'attuatore della valvola a farfalla.

 Diagnosi

Il funzionamento della regolazione pressione di sovralimentazione può essere valutato solo se con Xentry Diagnostics viene visualizzato il messaggio "Regolazione della pressione di sovralimentazione adattata". Dopo la sostituzione della centralina di comando ME o di un turbocompressore a gas di scarico, occorre effettuare un percorso di marcia prolungato con determinate condizioni di funzionamento affinché questo adattamento venga eseguito dalla centralina di comando ME.

 Diagnosi

In caso di perdite dai flessibili tra le capsule, il convertitore di pressione della regolazione pressione di sovralimentazione e l'intercooler della bancata cilindri destra, 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.

P09.40-2403-76

Vista del percorso dell'aria di carica

B28/4 Sensore di pressione a valle del filtro dell'aria, bancata lato sinistro

B28/5 Sensore di pressione a valle del filtro dell'aria, bancata lato destro

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

M16/6 Attuatore farfalla

1 Turbocompressore sinistro

2 Turbocompressore destro

3 Intercooler bancata cilindri sinistra

4 Intercooler bancata cilindri destra

A Aria di aspirazione

B Aria di sovralimentazione

C Gas di scarico

Svolgimento della funzione aria di ricircolo in fase di rilascio

Dopo l'inizio della fase di rilascio i turbocompressori continuano ancora a girare leggermente per l'inerzia delle masse degli alberi, delle giranti del compressore e della turbina, generando ancora pressione in antagonismo alla valvola a farfalla chiusa.

Questi picchi di pressione nei turbocompressori a gas di scarico (breve sibilo) vengono evitati dalla valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio (Y101).

Se la centralina di comando ME in base ai segnali provenienti dal sensore del pedale dell'acceleratore riconosce il passaggio dalla fase di carico alla fase di rilascio, la valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio viene attivata con un segnale di massa.

In tal modo, le due valvole di ricircolo sui turbocompressori vengono sollecitate con depressione proveniente dall'accumulatore di depressione. Le valvole aprono un bypass (in prossimità della girante del rispettivo compressore) attraverso cui la pressione di sovralimentazione si abbatte immediatamente.

In assenza di attivazione da parte della valvola di commutazione aria di ricircolo in fase di rilascio (nella fase di carico) le camere membrane delle valvole di ricircolo dell'aria in fase di rilascio sono collegate con il collettore di aspirazione. Le valvole di ricircolo dell'aria in fase di rilascio si chiudono per effetto delle molla integrate e della pressione di sovralimentazione presente nel collettore di aspirazione.

Se una valvola non si chiude, si genera una pressione inferiore.



Nell'accumulatore di depressione si genera depressione in fase di aspirazione del motore ed in fase di rilascio.

A tal fine la valvola di non ritorno (in presenza di depressione) apre la tubazione tra collettore di aspirazione e accumulatore di depressione.

P09.41-2530-09

12 Collettore di aspirazione

22 Accumulatore a depressione

128 Valvola di non ritorno (depressione)

110/4 Valvola di ricircolo dell'aria in fase di rilascio

110a Turbocompressore sinistro

110b Turbocompressore destro

110d Girante del compressore

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

b Depressione verso le valvole di commutazione pompa pneumatica 1 e 2 (Y32/1, Y32/2)

B Attacco di controllo aria in fase di rilascio

D Aria di aspirazione (a valle del filtro aria)

E Aria di sovralimentazione

Svolgimento della funzione dell'intercooler

Mediante l'intercooler la temperatura dell'aria di sovralimentazione viene mantenuta su un livello pari a <70 °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).

Su ciascuna bancata cilindri è montato un radiatore/intercooler. Il radiatore e l'intercooler sono collegati ad un circuito di raffreddamento a bassa temperatura con radiatore a bassa temperatura e pompa di circolazione dell'intercooler (M44).

Se la temperatura dell'aria di sovralimentazione è >47 °C, la centralina di comando ME (N3/10) attiva la pompa di circolazione intercooler tramite il relè pompa di circolazione intercooler (K61).

Se la temperatura dell'aria di sovralimentazione scende al di sotto di 35 °C, la pompa di circolazione intercooler viene nuovamente disinserita.

La temperatura dell'aria di sovralimentazione viene registrata nel collettore di aspirazione dal sensore di temperatura aria di sovralimentazione e comunicata alla centralina di comando ME con un segnale di tensione.



Il corretto funzionamento dell'intercooler dipende in modo decisivo dal rifornimento del circuito di raffreddamento, che deve avvenire senza che si formino bolle d'aria al suo interno. Per il rifornimento è necessario un attrezzo speciale (pompa del vuoto).



Aprire il coperchio di chiusura del circuito di raffreddamento solo con elevata temperatura dell'aria di sovralimentazione (riduzione di potenza) e a motore freddo. Il liquido di raffreddamento deve arrivare fino al livello del coperchio di chiusura.