Volkswagen Passat B5, Система турбонаддува - загальна інформація, Volkswagen Пассат
Система турбонаддуву - загальна інформація
Загальна інформація та принцип функціонування
Система складається з турбокомпресора з водяним охолодженням, проміжного охолоджувача (Intercooler) та системи управління наддувом (MPFI Turbo).
Схема функціонування системи турбонаддуву
1 - Датчик швидкості руху автомобіля (VSS) 2 - Датчик положення дросельної заслінки (TPS) 3 - Датчик температури охолоджуючої рідини двигуна (ECT) 4 - Датчик положення колінчастого валу (CKP) 5 - Датчик витрати повітря 6 - Клапан перепускання повітря 7 - Електромагнітний клапан управління скиданням тиску 8 - Діафрагма приводу перепускного клапана 9 - Перепускний клапан скидання тиску 10 - Турбокомпресор 11 - Проміжний охолоджувач (Intercooler) 12 - Напрямок подачі повітря при швидкому закриванні дросельної заслінки
13 - Водяні шланги 14 - Дросельна заслінка 15 - Клапан перемикання тиску повітря 16 - Насос проміжного охолоджувача 17 - Електромотор приводу вентилятора системи охолодження 18 - Вентилятор системи охолодження 19 - Радіатор проміжного охолоджувача 20 - Радіатор системи охолодження 21 - Датчик тиску повітря 22 - Блок керування (MPFI Turbo) Система керування дозволяє форсувати двигун за потужністю, що суттєво підвищує ефективність його віддачі і, як наслідок, покращує маневреність автомобіля у всіх робочих діапазонах. У системі управління передбачено функцію компенсації зміни барометричного тиску при експлуатації автомобіля у високогірній місцевості.
Повітря, пройшовши очищувач повітря, потрапляє в турбокомпресор, після стиснення в якому, охолоджується в теплообмінникупроміжного охолоджувача (Intercooler), після чого подається в корпус дроселя і далі - у впускний трубопровід і циліндри двигуна.
Для демпфування швидкої зміни тиску при різкому закриванні дросельної заслінки в обхід її передбачено спеціальний перепускний канал. При різкому наростанні глибини розрідження при закриванні заслінки повітря цим каналом надходить на вхід компресора. Застосування такої системи дозволяє значно знизити рівень шумового фону під час гальмування двигуном.
Система управління наддувом (MPFI Turbo) складається з датчика тиску повітря, блоку управління, керуючого електромагнітного клапана, діафрагми приводу перепускного клапана і власне клапана скидання тиску, що забезпечує перепускання газів повз турбіну. Датчик тиску повітря забезпечує блок управління інформацією про тиск у впускному трубопроводі.
Конструкція турбокомпресора
Компресор оснащений власною водяною сорочкою та перепускним клапаном скидання тиску. Турбіна виготовлена з термостійкої сталі, корпус компресора - з алюмінієвого сплаву. Вал турбіни утримується у підшипниках плаваючого типу.
Регулювання тиску наддуву
Призначення перепускного клапана скидання тиску
Зі збільшенням частоти обертання колінчастого валу (при подібних положеннях дросельної заслінки) збільшується витрата відпрацьованих газів, що, у свою чергу, призводить до зростання обертів валу турбіни (приблизно з 20 000 до 150 000 за хвилину) і, відповідно, тиску наддуву. Зростання тиску наддуву може призвести до детонаційного згоряння повітряно-паливної суміші (дизель-ефект) і, як наслідок, - зростання теплового навантаження на днища поршнів, що може призвести до пошкодження внутрішніх компонентів двигуна. Зметою ліквідації такого ефекту компресор обладнаний спеціальним клапаном скидання тиску, що забезпечує перепускання газів в обхід турбіни.Схема функціонування клапана скидання тиску
1 - Турбокомпресор 2 - Клапан скидання тиску 3 - Діафрагма приводу перепускного клапана
Перепускний клапан перебуває в закритому положенні доти, доки тиск наддуву залишається нижчим від допустимого значення. При цьому весь потік газів, що відпрацювали, пропускається через турбіну.
Як тільки тиск на діафрагмі, що управляє, перевалює за межі допустимого значення, перепускний клапан відкривається і частина відпрацьованих газів скидається в обхід турбіни безпосередньо в систему випуску. При цьому різниця тисків Р1 – Р2 (де Р1 – атмосферний тиск; Р2 – тиск у впускному трубопроводі) підтримується постійною. Концепція керування тиском наддуву
При експлуатації автомобіля на великій висоті над рівнем моря, де має місце помітне зниження атмосферного тиску щодо нормального, система управління наддувом забезпечує підтримку максимального абсолютного значення тиску наддуву. Змащення турбокомпресора
Турбокомпресор отримує олію із системи змащення двигуна. Як тільки частота обертання валу турбіни досягає кількох тисяч оборотів за хвилину, підшипники валу "спливають" на масляному клині, що утворюється як із зовнішньої, так і з внутрішньої сторони підшипникової збірки. Крім мастила підшипників масло забезпечує також додаткове відведення тепла від турбокомпресора.Схема мастила турбокомпресора
1 — Колесо турбіни 2 — Відпрацьовані гази 3 — Олія 4 — Равлик турбіни 5 — Колесо компресора 6 — Равлик компресора 7 —Повітря
Охолодження турбокомпресора
З метою підвищення терміну служби та надійності функціонування турбокомпресора у його корпусі передбачена водяна сорочка охолодження. Охолоджуюча рідина надходить по сполучних шлангах з водяної сорочки двигуна. Після відбору тепла від турбокомпресора робоча рідина прямує до розширювального бачка системи охолодження.
Система проміжного охолодження повітря
Схема функціонування системи проміжного охолоджувача системи турбонаддуву
1 - Радіатор проміжного охолоджувача 2 - Радіатор системи охолодження 3 - Вхід охолоджувальної рідини 4 - Вентилятор 5 - Вихід повітря 6 - Електромотор приводу вентилятора 7 - Вихід охолоджуючої рідини 8 - Насос охолоджувача
Схема підключення теплообмінника проміжного охолоджувача системи турбонаддува
1 — Повітрозабірник 2 — Очисник повітря 3 — Турбокомпресор 4 — Охолоджувач (Intercooler) 5 — Двигун 6 — Радіатор охолоджувача 7 — Насос охолоджувача
Проміжний охолоджувач (Intercooler) є водо-повітряним теплообмінником з низьким гідравлічним опором і високою охолоджувальною здатністю.
Конструкція теплообмінника проміжного охолоджувача (Intercooler) системи турбонаддуву
Теплообмінник проміжного охолоджувача, що складається з п'яти окремих блоків, виконаний з алюмінієвого сплаву та забезпечує відведення надлишку тепла від повітряного потоку, температура якого піднімається в результаті адіабатичного стиску в компресорі.
Схема підключення радіатора проміжного охолоджувача системи турбонаддуву
1 - Радіатор охолоджувача 2 - Корпус дроселя 3 - Кришка системи охолодження 4 - Інтеркулер 5 - Насосохолоджувача
Радіатор проміжного охолоджувача виготовлений з оребрених алюмінієвих труб. Лівий бачок радіатора розділений на дві частини, що дозволяє більш ефективно забезпечувати відведення тепла від рідини, що охолоджує. Для видалення з тракту повітряних пробок передбачено спеціальну вентиляційну пробку.
Конструкція насоса проміжного охолоджувача
1 - Обмотка 2 - Крильчатка 3 - Вхід рідини
Привід крильчатки насоса проміжного охолоджувача здійснюється від індивідуального електромотора.
Потужність якого становить близько 28 Вт при відкриванні дросельної заслінки менш ніж 80% і 50 Вт при більшому відкриванні заслінки. Ця схема реалізована з метою економії витрат потужності.
Клапан перепускання повітря в систему наддуву
Як говорилося вище, при різкому закриванні дросельної заслінки у системі впускання повітря може виникати низькочастотний гул. З метою мінімізації звукового фону при гальмуванні двигуном тракт системи турбонаддува включений спеціальний перепускний клапан. Клапан спрацьовує під впливом розрідження, що виникає за дросельною заслінкою при різкому її закриванні, в результаті повітря з камери дросельної перенаправляється на вхід компресора.
Конструкція перепускного клапана скидання тиску
1 - Від компресора 2 - До впускного трубопроводу 3 - Пружина 4 - Діафрагма 5 - На вхід компресора
Діагностика несправностей системи турбонаддуву
Порушення функціонування системи турбонаддуву можуть призводити до наступних наслідків:
При підвищеному тиску наддуву:
a) Детонація повітряно-паливної суміші.
При заниженому тиску наддуву:
Причинами виникненняперерахованих нижче ознак можуть бути порушення герметичності систем впуску повітря або випуску відпрацьованих газів, підвищення опору випускного тракту в результаті деформації труб, відмова системи управління з усунення детонації, а також порушення справності функціонування системи управління упорскування. b) Втрата потужності c) Зниження прийомистості; d) Підвищення витрат палива.
При витоках олії: e) Підвищена витрата олії; f) Утворення білого диму на виході системи випуску відпрацьованих газів.