Presupposti per il funzionamento sovralimentazione - Generalità
Morsetto 87M ON (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 e un incremento di potenza del motore. Nella sovralimentazione l'energia di flusso 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 differente dimensione disposti in linea, che a seconda della fascia di esercizio interagiscono in modo differenziato. 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 risultante, 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 con turbocompressore a gas di scarico avviene tramite il sistema di regolazione della pressione di sovralimentazione. La pressione di sovralimentazione viene regolata dalla centralina di comando CDI in funzione dei seguenti valori e dei relativi componenti:
Sensore della pressione atmosferica, per il rilevamento della pressione atmosferica
Sensore di temperatura aria di sovralimentazione (B17/8)
Sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico (B19/11)
Quantità iniettata, determinata dalla durata dell'iniezione degli iniettori carburante cilindri da 1 a 6 (da Y76/1 a Y76/6) e dalla pressione del carburante nel rail. La pressione del carburante nel rail viene rilevata tramite il sensore pressione del carburante (B4/6).
Servomotore sportello aria esterna/aria d'accumulo/aria di ricircolo (M2/13)
Convertitore di pressione regolazione pressione sovralimentazione (Y100/2)
La centralina di comando CDI attiva l'attuatore pressione di sovralimentazione in funzione dei seguenti segnali dei sensori:
Temperatura del liquido di raffreddamento, attraverso il sensore di temperatura del liquido di raffreddamento (B11/4)
Pressione atmosferica, attraverso il sensore della pressione atmosferica nella centralina di comando CD
N. di giri motore, attraverso il sensore di Hall albero motore (B70)
Pressione di sovralimentazione, attraverso il sensore della pressione di sovralimentazione (B5/1)
Pressione dei gas di scarico, attraverso il sensore della pressione dei gas di scarico (B60)
Massa d'aria aspirata, attraverso il misuratore della massa d'aria a film caldo (B2/5)
Sensore della differenza di pressione DPF (B28/8), tasso di particolato del filtro particolato diesel (DPF)
Svolgimento della funzione Regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico fino a 2900/min
Dopo aver valutato i segnali ricevuti, la centralina di comando CDI regola sulla base di una mappatura la posizione dell'attuatore pressione di sovralimentazione della turbina ad alta pressione. A seconda dell'attivazione l'attuatore pressione di sovralimentazione regola la posizione delle palette direttrici della turbina ad alta pressione. Le palette direttrici regolabili modificano la sezione di passaggio attraverso cui il gas di scarico raggiunge la turbina HD. In questo modo esse adattano la pressione del gas presente sulla turbina ad alta pressione alla pressione di sovralimentazione richiesta.
La pressione di sovralimentazione viene costantemente sorvegliata dal sensore della pressione di sovralimentazione ed il dato relativo ad essa viene inviato alla centralina di comando CDI. Per proteggere dal sovraccarico termico e meccanico il turbocompressore a gas di scarico, la temperatura dei gas di scarico viene sorvegliata tramite il sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico mentre la pressione dei gas di scarico viene sorvegliata tramite il sensore della pressione dei gas di scarico dalla centralina di comando CDI. In caso di pericolo di sovraccarico termico o meccanico, la pressione di sovralimentazione viene ridotta. 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 generata dal turbocompressore a gas di scarico viene generata tramite il livello di alta pressione più basso.
Funzionamento 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 della turbina ad alta pressione sono completamente aperte, il flusso dei gas di scarico in eccesso viene convogliato attraverso la valvola per la regolazione della pressione di sovralimentazione nella turbina ad alta pressione (Bypass). Nel livello di bassa pressione, il flusso dei gas di scarico convogliato nella girante della turbina non viene utilizzato per un secondo livello di sovralimentazione. Si parla in tal caso di Wastegate anziché di Bypass.
Svolgimento della funzione Regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico a partire da 2900 g/min
A partire da un regime del motore di 2900 giri/min, il bypass della turbina ad alta pressione e la valvola di non ritorno vengono aperti. L'aria di sovralimentazione generata dal turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione viene convogliata (bypass) 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 turbina ad alta pressione. Tramite la waste-gate attivata dal convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione viene regolata la pressione di sovralimentazione generata. La centralina di comando CDI sorveglia tramite il sensore della pressione di sovralimentazione la pressione di sovralimentazione effettivamente generata. Tramite il sensore della pressione di sovralimentazione del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione viene rilevata la pressione di sovralimentazione a valle del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione. Attraverso il confronto della pressione di sovralimentazione effettivamente generata con la pressione di sovralimentazione memorizzata nel diagramma caratteristico e con la pressione di sovralimentazione a valle del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione è possibile rilevare i guasti presenti nel turbocompressore a gas di scarico ad alta e a bassa pressione.
Documenti citati
- gf0716p9997oib Panoramica componenti del sistema Iniezione diesel Common Rail (CDI)