Наддув: функциональное описание

W09.00-1017-79

Общая информация

Наддув на двигателе производится с помощью двух последовательно включенных турбокомпрессоров (1, 2) различной величины, которые работают на разных ступенях давления. Меньший турбокомпрессор ступени высокого давления (2) работает уже при низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Больший турбокомпрессор ступени низкого давления (1) применяется при все более высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя. Комбинация различных по размеру турбокомпрессоров (1, 2) обеспечивает возможность оптимального использования массового потока отработавшего газа (E) по всему диапазону частоты вращения двигателя, чтобы в конечном итоге достичь давления наддува.

С помощью сервомеханизма регулировки давления наддува (Y636) давление наддува можно регулировать посредством электроники. Электронное регулирование давления наддува:

 обеспечивает возможность установки оптимального давления наддува по всему диапазону нагрузок;

 учитывает влияние других систем, которые вмешиваются в поток отработавших газов и наддувочного воздуха, например, системы рециркуляции ОГ, охлаждения наддувочного воздуха, моторного тормоза, регулировки фаз газораспределения воздействием на распределительный вал;

 учитывает многочисленные параметры, например, температуру и давление впускного воздуха, данные о впрыске топлива, качество топлива, моменты клапанного распределения и т. д.;

 улучшает установившиеся характеристики наддува;

 улучшает характеристику крутящего момента двигателя по всему диапазону частоты вращения коленчатого вала двигателя, в частности при низких частотах вращения коленчатого вала двигателя;

 уменьшает расход топлива;

 снижает выброс вредных веществ;

 повышает мощность двигателя.

Сервомеханизм регулировки давления наддува (Y636) подключен через собственную шину данных CAN к блоку управления двигателем (MCM) (A4). Блок управления двигателем (MCM) (A4) оценивает с помощью параметрических матриц все важные для регулирования данные и посылает соответствующие сообщения сервомеханизму регулировки давления наддува (Y636), который через систему тяг приводит в действие заслонку регулировки давления наддува (15) . В зависимости от положения заслонки регулировки давления наддува (15) либо все отработавшие газы (E) направляются на турбину турбокомпрессора ступени высокого давления (2), либо часть отводится на турбину турбокомпрессора ступени низкого давления (1). Турбокомпрессор ступени высокого давления (2) приводится в действие исключительно непосредственно подводимыми отработавшими газами (E). Турбина турбокомпрессора ступени низкого давления (1) приводится в действие отводимой заслонкой регулировки давления наддува (15) частью отработавших газов (E) и остаточной частью, покидающей турбокомпрессор ступени высокого давления (2).

При низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя массовый поток отработавших газов (E) невелик. В этом случае приводится в действие только меньший турбокомпрессор ступени высокого давления (2) непосредственно массовым потоком отработавших газов (E). Таким образом, уже при низких частотах вращения коленчатого вала двигателя достигается оптимальное давление наддува. С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя повышается массовый поток отработавших газов (E). Все возрастающая часть отработавших газов (E) подается в этом случае на турбокомпрессор большего размера ступени низкого давления (1). Уже при средних частотах вращения коленчатого вала двигателя его турбина в значительной мере перенимает совокупную работу турбин.

Функция

Оба турбокомпрессора (1, 2) состоят из турбины и компрессора, которые размещены на одном совместном валу (9, 13). Отработавшие газы (E) поступают сначала на турбинное колесо (8) и приводят его во вращательное движение. С помощью вала (9) вращение передается на рабочее колесо компрессора (10). Затем отработавшие газы (E) проходят через турбинное колесо (12), которое с помощью вала (13) приводит в действие рабочее колесо компрессора (14). Рабочее колесо компрессора (14) ступени низкого давления уплотняет очищенный воздушным фильтром впускной воздух (B). По трубе (11) уплотненный впускной воздух направляется в компрессор ступени высокого давления и уплотняется там дальше рабочим колесом компрессора (10). На выход компрессора ступени высокого давления в результате поступает уплотненный и подогретый наддувочный воздух (C). По трубопроводу наддувочного воздуха нагретый наддувочный воздух (C) поступает на охладитель наддувочного воздуха (4). В охладителе наддувочного воздуха (4) сжатый воздух охлаждается, в результате чего повышается плотность воздуха в свежей рабочей смеси и, соответственно, мощность двигателя. После этого охлажденный наддувочный воздух (D) через распределитель наддувочного воздуха (5) попадает в отдельные цилиндры.

Регулирование давления наддувочного воздуха (с помощью перепускного клапана)

С помощью датчика давления и температуры наддувочного воздуха (B616) блок управления системой управления двигателем (MCM) (A4) определяет текущее давление наддува. Если давление наддува слишком велико, он посылает соответствующую команду сервомеханизму регулировки давления наддува (Y636), который с помощью системы тяг открывает заслонку регулировки давления наддува (15). В зависимости от того, насколько широко открывается заслонка регулировки давления наддува (15), больше или меньше отработавших газов (E) через перепуск на турбинном колесе (8) отводятся на турбокомпрессор ступени низкого давления (1). Так как только часть ОГ (Е) попадает на турбинное колесо (8), то ускорение его становится меньше и снижается и давление наддува.

Функция защиты турбокомпрессора

Через датчик температуры наддувочного воздуха в корпусе компрессора (B614) блок управления системой управления двигателем (MCM) (A4) регистрирует температуру подогретого наддувочного воздуха (C) на выходе компрессора ступени высокого давления. В сочетании с текущим состоянием нагрузки на двигатель блок управления системой управления двигателем (MCM) (A4) распознает, должен ли быть активирован сервомеханизм регулировки давления наддува (Y636) и адаптирован впрыск, чтобы защитить турбокомпрессор ступени высокого давления (2) от слишком высоких термических нагрузок.