Наддув: функциональное описание

Общее функциональное условие

 Двигатель работает

 Блок управления ME (N3/10) распознает работу двигателя путем анализа сигналов датчика Холла коленчатого вала (B70). Блок управления ME напрямую считывает сигналы датчика Холла коленчатого вала.

Система нагнетания

Благодаря наддуву улучшается степень заполнения цилиндров. Таким образом улучшается крутящий момент и мощность двигателя. Соответствующее увеличенной массе воздуха количество топлива отмеряется блоком управления ME.

При наддуве энергия потока отработавших газов используется для привода турбокомпрессора. Турбокомпрессор всасывает приточный воздух через воздушный фильтр на входе в компрессор и подает его через выход компрессора в трубопровод наддувочного воздуха. За счет высокой частоты вращения рабочего колеса компрессора и, как следствие этого, большого объемного потока воздух в трубопроводе наддувочного воздуха сжимается и нагревается. Максимальное давление наддува составляет около 2,2 бар.

Через наддувочный воздуховод наддувочный воздух протекает к охладителю наддувочного воздуха, где он охлаждается до температуры 30 °C. Затем наддувочный воздух направляется к распределителю наддувочного воздуха, где он направляется на цилиндры для сгорания.

P09.00-2157-76

Процесс наддува подразделяется на следующие пункты:

 Регулирование давления нагнетаемого воздуха

 Электрический дополнительный наддув

 Рециркуляция воздуха в режиме ПХХ

Регулирование давления нагнетаемого воздуха

Регулирование давления наддува выполняется посредством исполнительного элемента заслонки регулировки давления наддува (M16/7). Исполнительный элемент заслонки регулирования давления наддува управляется по данным параметрической матрицы и в зависимости от нагрузки блоком управления ME для регулирования давления наддува. Для этого блок управления ME анализирует следующие сигналы и функций системы управления двигателем:

 Температура наддувочного воздуха и давление наддува

Датчик давления и температуры наддувочного воздуха (B4/32)

Датчик давления и температуры перед дроссельной заслонкой (B28/26)

Датчик давления и температуры после турбокомпрессора (B28/17)

 Давление всасывания

датчик давления после воздушного фильтра (B28/11)

 Запрос нагрузки на двигатель от водителя

Блок управления трансмиссией (N127) напрямую считывает сигналы датчика положения педали газа (B37) и передает положение педали газа по шине данных CAN трансмиссии (CAN C1) в блок управления ME.

 Число оборотов коленвала двигателя

Датчик Холла коленчатого вала

 Антидетонационное регулирование, защита коробки передач от перегрузки, защита от перегрева

В режиме полной нагрузки механика создает максимальное давление наддува. При уменьшении давления наддува поток ОГ выводится через перепускной канал для привода турбинного колеса посредством открытия регулирующей заслонки давления наддува.

Исполнительный элемент заслонки регулировки давления наддува посредством системы тяг задействует заслонку регулировки давления наддува, которая закрывает перепуск. Посредством перепуска часть ОГ направляется мимо турбинного колеса, вследствие чего регулируется давление наддува и ограничивается частота вращения турбины. Тем самым давление наддува может быть согласовано с запросом моментальной нагрузки на двигатель.

Для контроля соотношения текущих значений давления и температуры на линии наддувочного воздуха от турбокомпрессора до распределителя наддувочного воздуха блок управления ME оценивает датчики давления и температуры. Давление наддува адаптируется под требования двигателя.

Электрический дополнительный наддув

Давление зависит непосредственно от частоты вращения турбокомпрессора, который приводится в действие потоком ОГ. Поэтому создаваемого трубокомпрессором давления наддува в нижнем диапазоне частоты вращения\\частичной нагрузки скорее недостаточно, оно повышается только при увеличении частоты вращения двигателя. При быстром и большом запросе мощности водителем требуется некоторое время до достижения максимального давления наддува и возможности использовать всю мощность двигателя. Этот процесс в двигателях с наддувом называется "турбоямой".

Чтобы избежать возникновения турбоям и обеспечить наличие одинаково высокого давления наддува во всем диапазоне частоты вращения, часть давления наддува создается в нижнем диапазоне частоты вращения/частичной нагрузки с помощью дополнительного электрического компрессора. Созданное таким образом давление наддува может доходить до 400 мбар.

Система управления двигателем в зависимости от запроса мощности, режима работы двигателя и условий окружающей среды рассчитывает заданное давление наддува для каждого значения частоты вращения коленчатого вала двигателя. Так как турбокомпрессор в нижем диапазоне частоты вращения не может создать заданное давление наддува, разность между фактическим и заданным давлением наддува компенсируется путем активации дополнительного электрического компрессора. Для этого система управления двигателем рассчитывает подходящую частоту вращения дополнительного компрессора для требуемого давления воздуха.

Блок управления ME запрашивает активацию дополнительного компрессора с частотой вращения до 3000/мин по шине данных CAN датчиков трансмиссии (CAN I).

Во время активации дополнительного компрессора для контроля давления наддува регистрируются сигналы датчика давления и температуры до дроссельной заслонки. Если работает только турбокомпрессор, датчик давления и температуры выполняет измерение давления за турбокомпрессором.

P09.00-2164-05

Рециркуляция воздуха в режиме ПХХ

В режиме ПХХ турбокомпрессор вращается какое-то время под действием инерции вала, рабочего колеса компрессора и турбинного колеса. Поэтому при быстром закрывании дроссельной заслонки вал наддува подается обратно к рабочему колесу компрессора. Этот вал наддува способен привести рабочее колесо компрессора в состояние, характеризующееся низким объемом подачи и высоким соотношением давлений, следствием чего станет нагнетание (короткий воющий звук и механическая нагрузка). Открытие переключающего клапана рециркуляции воздуха в режиме ПХХ предотвращает такую ситуацию, быстро сбрасывая давление через перепуск на сторону всасывания турбокомпрессора.

P09.40-2654-82

В режиме нагрузки двигателя перепуск удерживается в закрытом состоянии мембраной, нагруженной давлением наддува.

Если двигатель остановлен, мембрана вжимается встроенной пружиной в переключающем клапане рециркуляции воздуха в режиме ПХХ в уплотняющую поверхность. Когда блок управления ME распознает с помощью потенциометров фактических значений 1 (M16/6r1) и 2 (M16/6r2) в регуляторе дроссельной заслонки (M16/6) закрытие дроссельной заслонки, т. е. режим принудительного холостого хода, он активирует переключающий клапан рециркуляции воздуха в режиме ПХХ. При этом мембрана втягивается, преодолевая усилие пружины и давление наддува, и открывает перепуск к стороне всасывания. В результате этого избыточное давление наддува снижается.

Когда двигатель переключается из режима принудительного холостого хода в режим нагрузки, переключающий клапан рециркуляции воздуха в режиме ПХХ перестает активизироваться. Пружина прижимает мембрану в направлении уплотняющей поверхности. Далее мембрана прижимается преобладающим давлением наддува к уплотняющей поверхности и снова перекрывает перепуск.

P09.40-2655-76