Presupposti per il funzionamento sovralimentazione - Generalità
Morsetto 87M ON (gestione del motore ON)
Il motore gira
La centralina di comando strumento combinato (KI) (A1/1) (tipo 447.6, 447.7) e il gateway per CAN interfaccia utente (N93/4) (tipo 447.8) ricevono dalla centralina di comando CDI (N3/33) tramite il CAN autotelaio (CAN E) l'informazione ''Motore in moto''.
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 sfruttata per azionare i due turbocompressori 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 volumetrico risultante, l'aria viene compressa nel tubo aria di sovralimentazione. L'aria di sovralimentazione compressa e così riscaldata passa attraverso il tubo aria di sovralimentazione all'intercooler. Questo raffredda l'aria di sovralimentazione e la convoglia alla testata attraverso il ripartitore dell'aria di sovralimentazione.
Il comando della sovralimentazione 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 analogico collettore dei gas di scarico (B16/13)
Sensore di temperatura a valle dell'intercooler (B17/13)
La quantità di iniezione viene determinata dalla durata dell'iniezione degli iniettori dei cilindri 1 - 4 (Y76/9 - Y76/12) e dalla pressione del carburante nel rail. La pressione del carburante nel rail viene rilevata tramite il sensore di pressione del rail (B4/14).
Convertitore di pressione waste-gate (Y77/7)
Convertitore di pressione valvola a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione (Y93/1)
La centralina di comando CDI attiva con un segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi il convertitore di pressione valvola a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione e il convertitore di pressione waste-gate in funzione dei segnali provenienti dai seguenti sensori:
Pressione atmosferica, attraverso il sensore della pressione atmosferica nella centralina di comando CD
Massa d'aria aspirata, attraverso il misuratore della massa d'aria a film caldo (B2/12)
Pressione di sovralimentazione, attraverso il sensore della pressione di sovralimentazione del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (B5/9) ed il sensore della pressione di sovralimentazione (B5/6)
Temperatura del liquido di raffreddamento, attraverso il sensore di temperatura liquido di raffreddamento (B11/17)
Pressione di aspirazione, tramite il sensore di pressione nel tubo di aspirazione (B28/17)
Sensore della differenza di pressione digitale filtro particolato diesel (B28/12) (tranne CODICE MF4 (Veicolo a bassa emissione di sostanze nocive Euro 4 gr. III)), tasso di particolato del filtro particolato diesel (DPF)
Pressione dei gas di scarico, attraverso il sensore della pressione dei gas di scarico (B60/3)
N. di giri motore, tramite il sensore di posizione albero motore (L5/11)
Svolgimento della funzione Sovralimentazione
Lo svolgimento della funzione è descritto nei seguenti punti:
Svolgimento della funzione Pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico fino a 1200 g/min
Svolgimento della funzione Pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico a partire da 1200 g/min e fino a 2900 g/min
Svolgimento della funzione Pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico a partire da 2900 g/min
Svolgimento della funzione Regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico fino a 1200/min
Fino a un numero di giri del motore di 1200 giri/min nell'esercizio a pieno carico le due farfalle gas di scarico (valvola a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione e waste-gate) sono chiuse e l'intero flusso dei gas di scarico passa attraverso la girante della turbina del turbocompressore ad alta pressione per raggiungere la girante della turbina del turbocompressore a bassa pressione e, quindi, l'impianto di scarico. La maggior parte dell'energia dei gas di scarico agisce sulla girante turbina del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione che pertanto genera la maggior parte della pressione di sovralimentazione necessaria.
L'energia residua dei gas di scarico agisce sulla girante turbina del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione che tramite l'albero turbina aziona la girante del compressore. Il turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione non agisce pertanto come freno idrodinamico. Il waste-gate attivato dal convertitore di pressione waste-gate e la valvola di non ritorno sono chiusi.
Rappresentazione schematica della regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico fino a 1200/min |
1 | Turbocompressore ad alta pressione |
2 | Turbocompressore a bassa pressione |
3 | Sportello di regolazione della pressione di sovralimentazione |
4 | Waste-gate |
5 | Valvola di non ritorno |
6 | Filtro aria |
7 | Intercooler |
8 | Collettore di aspirazione |
9 | Collettore dei gas di scarico |
10 | Radiatore ricircolo gas di scarico |
M16/45 | Attuatore della valvola a farfalla |
Y27/15 | Attuatore del ricircolo dei gas di scarico |
Y27/16 | Elettrovalvola raffreddamento ricircolo gas di scarico |
A | Flusso aria aspirata |
B | Flusso dei gas di scarico |
S09.40-4527-76
Svolgimento della funzione Regolazione della pressione di sovralimentazione esercizio a pieno carico a partire da 1200 g/min e fino a 2900 g/min
A partire da un n. di giri motore di 1200 g/min e fino a 2900 g/min nell'esercizio a pieno carico la valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione viene aperta in funzione della pressione di sovralimentazione richiesta.
La maggior parte dei gas di scarico continua a passare dalla girante turbina del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione per raggiungere la girante turbina del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione e, quindi, l'impianto di scarico.
La maggior parte della pressione di sovralimentazione generata viene messa a disposizione dal turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione.
La valvola a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione attivata dal convertitore di pressione valvola a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione viene aperta lentamente (attivata) in base ai valori predefiniti nella mappatura in modo che il turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione venga inserito costantemente.
A partire da un numero di giri del motore di circa 2900 g/min la farfalla di scarico viene aperta completamente.
Il waste-gate attivato dal convertitore di pressione waste-gate e la valvola di non ritorno continuano a essere chiusi.
Rappresentazione schematica regolazione della pressione di sovralimentazione esercizio a pieno carico a partire da 1200 g/min e fino a 2900 g/min |
1 | Turbocompressore ad alta pressione |
2 | Turbocompressore a bassa pressione |
3 | Sportello di regolazione della pressione di sovralimentazione |
4 | Waste-gate |
5 | Valvola di non ritorno |
6 | Filtro aria |
7 | Intercooler |
8 | Collettore di aspirazione |
9 | Collettore dei gas di scarico |
10 | Radiatore ricircolo gas di scarico |
M16/45 | Attuatore della valvola a farfalla |
Y27/15 | Attuatore del ricircolo dei gas di scarico |
Y27/16 | Elettrovalvola raffreddamento ricircolo gas di scarico |
A | Flusso aria aspirata |
B | Flusso dei gas di scarico |
S09.40-4528-76
Svolgimento della funzione Regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico a partire da 2900 g/min
A partire da un numero di giri del motore di 2900 giri/min la valvola di non ritorno (ad apertura autoregolata) e il waste-gate 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 il waste-gate attivato dal convertitore di pressione waste-gate 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.
Il bypass del compressore si autoregola in funzione della differenza di pressione, in quanto la valvola di non ritorno caricata da molla convoglia l'aria di sovralimentazione verso il turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione fino alle fasce di carico elevate.
Rappresentazione schematica della regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico a partire da 2900 g/min |
1 | Turbocompressore ad alta pressione |
2 | Turbocompressore a bassa pressione |
3 | Sportello di regolazione della pressione di sovralimentazione |
4 | Waste-gate |
5 | Valvola di non ritorno |
6 | Filtro aria |
7 | Intercooler |
8 | Collettore di aspirazione |
9 | Collettore dei gas di scarico |
10 | Radiatore ricircolo gas di scarico |
M16/45 | Attuatore della valvola a farfalla |
Y27/15 | Attuatore del ricircolo dei gas di scarico |
Y27/16 | Elettrovalvola raffreddamento ricircolo gas di scarico |
A | Aria di aspirazione |
B | Flusso dei gas di scarico |
S09.40-4529-76
Illustrazione riferita al turbocompressore a gas di scarico con bypass del compressore chiuso |
1 | Valvola di non ritorno |
2 | Molla di richiamo |
S09.40-4530-12
Illustrazione riferita al turbocompressore a gas di scarico con bypass del compressore aperto |
1 | Valvola di non ritorno |
S09.40-4531-12
Documenti citati
- gf0716s9997trb Panoramica componenti del sistema Iniezione diesel Common Rail (CDI)