Sovralimentazione rappresentazione schematica |
1 | Intercooler |
2 | Tubo ripartitore dell'aria di sovralimentazione |
Y77/1 | Attuatore palette direttrici turbocompressore a gas di scarico |
A | Gas di scarico |
B | Aria fresca |
P09.00-2167-75
Presupposto per il funzionamento - Generalità
Il motore gira
La centralina di comando CDI (N3/9) riconosce il funzionamento del motore mediante l'analisi dei segnali del sensore di Hall albero motore (B70). La centralina di comando CDI legge direttamente i segnali del sensore di Hall albero motore.
Sovralimentazione - Generalità
La sovralimentazione migliora il grado di riempimento dei cilindri. La coppia del motore e la potenza del motore vengono aumentate. L'energia cinetica dei gas di scarico viene utilizzata per l'azionamento del turbocompressore a gas di scarico. La sovralimentazione viene effettuata da due turbocompressori a gas di scarico di dimensioni differenti disposti in linea, che interagiscono in modo diverso a seconda della fascia di esercizio.
Il turbocompressore a gas di scarico più piccolo (turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione) raggiunge molto velocemente n. di giri elevati per la sua bassa inerzia della massa e viene pertanto utilizzato per regimi del motore bassi. A partire da un determinato regime del motore viene inserito anche il turbocompressore a gas di scarico più grande (turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione). Il turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione mette poi a disposizione una massa d'aria e una pressione sufficienti per volumi d'aria elevati con regimi del motore più alti.
I turbocompressori a gas di scarico aspirano l'aria esterna attraverso il filtro dell'aria sull'ingresso del compressore e la convogliano tramite l'uscita del compressore nel tubo dell'aria di sovralimentazione a monte dell'intercooler. A causa dell'alto n. di giri della rispettiva girante del compressore e della conseguente portata volumetrica elevata, l'aria viene compressa e riscaldata. Questa aria di sovralimentazione fluisce attraverso il tubo dell'aria di sovralimentazione verso l'intercooler. L'intercooler raffredda l'aria di sovralimentazione e la convoglia al ripartitore dell'aria di sovralimentazione attraverso un altro condotto aria di sovralimentazione.
Il comando della sovralimentazione avviene tramite il sistema di regolazione della pressione di sovralimentazione.
La centralina di comando CDI regola la pressione di sovralimentazione in funzione dei segnali dei seguenti sensori:
Sensore della pressione atmosferica nella centralina di comando CDI
Sensore di massa d'aria a film caldo (B2/5)
Sensore della pressione di sovralimentazione (B5/1)
Sensore della pressione di sovralimentazione turbocompressore a bassa pressione (B5/4)
Sensore temperatura liquido di raffreddamento (B11/4)
Sensore di temperatura aria di sovralimentazione (B17/8)
Sensore di temperatura a monte dell'intercooler (B17/11) (tipo 213, 238)
Sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico (B19/11)
Sensore della differenza di pressione DPF (B28/8)
Sensore della pressione dei gas di scarico (B60)
Sensore di Hall albero motore
La centralina di comando CDI aziona i seguenti componenti per la regolazione della pressione di sovralimentazione:
Convertitore di pressione wastegate (Y77)
Per aprire e chiudere il wastegate.
Convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione (Y100/2)
Per aprire e chiudere la farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione.
Attuatore palette direttrici turbocompressore a gas di scarico
Per regolare le palette direttrici nel turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione.
La centralina di comando CDI regola la quantità di iniezione in funzione della rispettiva condizione di carico tramite la durata dell'iniezione e la pressione di iniezione. La pressione del carburante nel rail viene rilevata dal sensore di pressione del carburante (B4/6). La centralina di comando CDI legge direttamente i segnali del sensore di pressione del carburante (alta pressione).
La centralina di comando CDI aziona i seguenti componenti per l'adattamento della quantità di iniezione:
Valvola di regolazione pressione (Y74)
Iniettore di carburante cilindro 1 (Y76/1)
Iniettore di carburante cilindro 2 (Y76/2)
Iniettore di carburante cilindro 3 (Y76/3)
Iniettore di carburante cilindro 4 (Y76/4)
Iniettore di carburante cilindro 5 (Y76/5)
Iniettore di carburante cilindro 6 (Y76/6)
Valvola di regolazione della portata (Y94)
La sovralimentazione è suddivisa nelle seguenti fasi parziali:
Regolazione della pressione di sovralimentazione esercizio a pieno carico fino a 2900 giri/min
Bypass e wastegate
Regolazione della pressione di sovralimentazione esercizio a pieno carico a partire da 2900 giri/min
Regolazione della pressione di sovralimentazione esercizio a pieno carico fino a 2900 giri/min
Nel campo qui descritto fino a 2900 giri/min, quindi con flussi della massa di gas di scarico ridotti, la maggior parte della pressione di sovralimentazione viene generata dal turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione.
Dopo la valutazione dei segnali di ingresso, la centralina di comando CDI regola sulla base di una mappatura l'attuatore palette direttrici turbocompressore a gas di scarico del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione. A seconda dell'azionamento, l'attuatore palette direttrici turbocompressore a gas di scarico regola la posizione delle palette direttrici a monte della girante della turbina. Le palette direttrici regolabili variano il flusso attraverso cui il gas di scarico raggiunge la girante turbina. In questo modo è possibile adattare la potenza erogata e il tempo di risposta alle diverse condizioni di funzionamento (carico elevato o ridotto).
La pressione di sovralimentazione viene costantemente sorvegliata dal sensore della pressione di sovralimentazione. Per proteggere dal sovraccarico termico e meccanico dei turbocompressori a gas di scarico, la temperatura e la pressione dei gas di scarico vengono sorvegliate dalla centralina di comando CDI. Se sussiste il pericolo di sovraccarico termico o meccanico, la pressione di sovralimentazione viene ridotta.
Bypass e wastegate
La pressione di sovralimentazione viene regolata tramite la turbina. Con l'aumento del flusso dei gas di scarico si incrementa il numero di giri della turbina e quindi la pressione di sovralimentazione. Se la pressione di sovralimentazione ha raggiunto un valore nominale e le palette direttrici del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione sono completamente aperte, il flusso della massa di gas di scarico in eccesso viene convogliato tramite la farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione verso il turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione (bypass).
In caso di regimi del motore bassi, il flusso della massa di gas di scarico viene convogliato attraverso il wastegate verso la girante della turbina del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione, e non utilizzato per un secondo livello di sovralimentazione. Si parla in tal caso di Wastegate anziché di Bypass.
Regolazione della pressione di sovralimentazione esercizio a pieno carico a partire da 2900 giri/min
Nel campo qui descritto a partire da 2900 giri/min, quindi con flussi della massa di gas di scarico elevati, la maggior parte della pressione di sovralimentazione viene generata dal turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione.
A partire da un regime del motore di 2900 giri/min, il bypass sul turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione viene aperto dalla farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione. La valvola di non ritorno nel corpo del convogliatore d'aria si apre autoregolandosi. L'aria di sovralimentazione generata dal turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione viene convogliata per la maggior parte attraverso il corpo del convogliatore dell'aria in corrispondenza del compressore del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione per raggiungere l'intercooler. Il turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione genera pertanto la pressione di sovralimentazione richiesta. Poiché il turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione non può essere completamente bypassato, una parte del flusso dei gas di scarico continua ad azionare la girante della turbina del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione. Tramite il wastegate viene regolata la pressione di sovralimentazione emessa.
La centralina di comando CDI sorveglia la pressione di sovralimentazione a valle del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione e la pressione di sovralimentazione effettivamente generata. Grazie al confronto di questi valori con la pressione di sovralimentazione memorizzata nella mappatura è possibile rilevare i guasti del turbocompressore a gas di scarico ad alta e bassa pressione.
Documenti citati
- gf0716p9997oia Panoramica componenti del sistema Iniezione diesel Common Rail (CDI)