Регулятор наддува для чего он

Что такое клапан управления турбиной и как он работает

Опубликовано Master в 22 марта, 2019 22 марта, 2019

Для полноценного функционирования турбины в двигателе автомобиля, нужен специальный клапан, который поддерживает надлежащий уровень давления в воздушной и жидкой среде. Без этого устройства двигатель машины может выйти из строя. Поэтому важно понимать особенности работы данного механизма. В этой публикации мы расскажем, что такое клапан управления турбиной и как он работает.

Содержание

Что такое клапан управления турбиной

Мощность, создаваемая двигателем с турбонаддувом напрямую связана с количеством воздуха, который заполняет цилиндры. Другие переменные, такие как температура, влажность, время зажигания и т.д., влияют на количество наддува.

Помимо этого, повышение давления наддува является очень простым и эффективным способом увеличения объема воздушного потока в двигатель, тем самым, увеличивая выходную мощность.

Клапан управления турбиной

Хотя увеличение наддува является простым способом получения мощности, это следует делать разумно и с пониманием механических ограничений двигателя. Поэтому важно использовать датчик наддува (клапан управления турбиной, буст-контроллер). Если не применять данный механизм, неконтролируемое повышение уровня наддува приведет к увеличению механического и термического напряжения на всех компонентах двигателя. В большинстве случаев увеличение наддува на 10-20% вполне безопасно.

Как работает клапан управления турбиной

Все двигатели с турбонаддувом имеют ту или иную форму заводского контроля наддува, и все они работают на пневматической системе. Чтобы понять, как работает буст-контроллер, для начала нужно взглянуть на эту систему. Давление наддува определяется перепускным клапаном, который на большинстве заводских турбин встроен в корпус турбины.

Назначение перепускной заслонки состоит в том, чтобы выпускать контролируемое количество выхлопных газов, чтобы поддерживать скорость вращения вала турбины, а, следовательно, и наддув, под контролем. Если бы не клапан, давление наддува продолжало бы быстро подниматься до катастрофических уровней. Клапан управления турбиной установленный на турборежиме (за исключением внешних систем заслонки), является частью пневматической системы, которая управляет заслонкой.

Давление нагнетания подается к приводу через небольшой шланг из выпускного отверстия компрессора, образуя тем самым контур управления. По мере повышения давления наддува, это давление начинает открывать задвижку через привод, чтобы замедлить наращивание наддува, пока не будет достигнут установленный уровень.

При правильном подключении к шлангу, который питает привод заслонки, буст-контроллер «отбирает» измеренное количество воздуха (заданное регулировочным винтом наверху), чтобы снизить давление в шланге.

Виды клапанов

Электромагнитный клапан управления турбиной представляет собой электромеханическое устройство, которое открывает или закрывает проходные сечения. Используется для регулировки потока воздуха. Электромагнитный буст-контроллер характеризуется рабочим давлением, рабочей средой, температурой работы, температурой окружающей среды, ресурсом и опцией клапанов.

Байпасный (внешний) клапан зачастую встраивается в мощных автомобилях (от 400 л.с.), для установки понадобится перекрестная труба или же изменение части коллектора.

Внутренний клапан используется во многих автомобилях с дизельным турбодвигателем. Чтобы достичь нужного давления, заслонка данного механизма приоткрывает поступление отработанных газов, а для набора таких газов закрывается.

Клапан регулировки наддува, пример – видео:

Источник



Предельный регулятор наддува

Предельный регулятор наддува (рисунок 85) предназначен для ограничения давления наддувочного воздуха и связанных с ним максимальных давлений сгорания по цилиндрам путем перепуска части воздуха из охладителя наддувочного воздуха на выход выпускных газов из турбины.

Схематическое изображение системы предельного регулирования наддува приведено на рисунке (рисунок 86). Выпускные газы из дизеля Д поступают на вход турбины Т турбокомпрес­сора. Его компрессор К сжимает всасываемый воздух и через охладитель надду­вочного воздуха (ОНВ) подает в дизель Д. Клапан 13 регулятора наддува линией 14 соединен входом с приемным патрубком ОНВ, а выход клапана линией 15 соединен с выходом выпускных газов из турбины Т.

Клапан 13 регулятора наддува имеет поршень 11 и возвратную пружину 12. Камера управления А клапана соединена с напорной масляной магистралью ди­зеля через дроссель 10 и по линии 2 — со сливом в привод насосов через регули­руемое сопло 4 датчика наддува 3.

1 – корпус; 2 – клапан перепуска воздуха; 3, 6 – втулки; 4 – корпус клапана; 5 – шайба стопорная; 7 – упор; 8 – гайка; 9 – шплинт; 10, 25 – кольца уплотнительные; 11, 26 – пружины; 12 – датчик наддува; 13, 23 – крышки;14 – опора; 15 – мембрана; 16 – сопло; 17 – фланец; 18, 19, 24, 28, 29 – прокладки; 20 – корпус датчика; 21 – пробка; 22 – дроссель; 27 – поршень; 30 – штуцер; 31 – клапан; 32 – седло; Е – камера управления; И, Н, П, Р – каналы; К – полость; Л – отверстие для контроля давления наддува; М – торец корпуса клапана; С – отверстие для отвода воздуха; Н1, Н2– размеры.

Рисунок 85 – Предельный регулятор наддува

Мембрана 7 этого датчика с опорой 8 образует с крышкой камеру Б, которая линией 1 соединена с входом в ОНВ. При отсутствии давления наддува мембра­на 7 с опорой 8 отодвинута пружиной 6 от сопла 4.

При работе дизеля с допустимым давлением наддува масло из системы ди­зеля через дроссель 10 поступает в камеру управления А клапана 13 и по линии 2 свободно сливается через открытое сопло 4 в привод насосов (линия 5). При этом давление, создающееся в камере управления А, недостаточно для перемещения поршня 11, и клапан 13 под действием пружины 12 закрыт.

Если давление наддувочного воздуха возрастает до предельного, то оно становится достаточным для перемещения мембраны 7 с опорой 8 вправо настолько, что сопло 4 прикрывается, и начинает дросселировать слив масла из ка­меры А по линии 2. Давление в этой камере растет, и клапан 13 начинает приот­крываться, сбрасывая по линии 15 часть наддувочного воздуха из ОНВ на выход выпускных газов из турбины Т. Дальнейший рост давления наддува прекращает­ся.

1 – линия контроля давления наддува; 2, 5 – линии слива масла; 3 – датчик наддува; 4 – сопло; 6, 12 – пружины; 7 – мембраны; 8 – опора; 9 – линия дренажа масла; 10 – дроссель; 11 – поршень; 13 – клапан; 14, 15 – линии перепуска воздуха; 16 – линия подвода наддувочного воздуха в полость под поршнем; А, Б – камеры; Д – дизель; К – компрессор; ОНВ – охладитель наддувочного воздуха; Т – турбина.

Рисунок 86 – Схема системы предельного регулирования наддува

Предельный регулятор наддува состоит из алюминиевого фрезерованного корпуса 1 (рисунок 85) и прифланцованного к нему стального сварного корпуса 4 с клапаном 31. В корпус 1 встроен механизм датчика наддува 12, управляющего этим кла­паном. Корпус 1 является кронштейном и коммутационным блоком всего регулято­ра наддува.

Отверстием С отвода воздуха и сверлением Л контроля давления наддува он соединен через соответствующие отверстия патрубка охладителя наддувочно­го воздуха с его внутренней полостью, через которую воздух из компрессора по­ступает в охладитель и далее в ресивер дизеля.

Масло под давлением из напорной магистрали дизеля подводится в корпус 1 через штуцер 30 и после выполнения своих функций в регуляторе надду­ва сливается через фланец 17 в привод насосов.

Коммутационные каналы в корпусе выполнены в виде сверлений, заглушённых в нужных точках пробками, поставленными на эпоксидной смоле.

В корпус 4 запрессованы втулка 3 и седло 32 клапана. Тарельчатый клапан 31 управляется поршнем 27, воздействуя на него через упор 7 и стопор­ную шайбу 5. Возврат поршня и клапана осуществляется пружиной 26 через втул­ку 6. Поршень уплотняется резиновыми кольцами 25.

Алюминиевая крышка 23, уплотняемая прокладкой 24, образует камеру Е управления клапаном 31, которая соединена с каналами в корпусе 1, каналами Н, П корпуса 4. В канал П вставлен дроссель 22, через который масло подается в камеру Е. Дроссель представляет собой точеный стержень с цилиндрическими перегородками, образующими цепочку кольцевых дроссельных камер, которые соединены между собой продольным пазом малого сечения, переходящим на торце в поперечный паз. Наружный конец дросселя выполнен в виде хвостовика с канавкой для его захвата при извлечении из гнезда. Отверстие под дроссель за­крыто пробкой 21, позволяющей вынуть дроссель для промывки без разборки.

Из камеры управления Е по каналу Н масло сливается через регулируемое сопло 16 датчика наддува 12 в привод насосов. Канал Р предназначен для дренажа (на слив) масла, просочившегося через правое кольцо 25. По каналу И подводится наддувочный воздух в камеру под поршнем 27.

Назначение этого воздуха следующее:

а) не допускать просачивания масла через левое кольцо 25 под пор­шень 27;

б) препятствовать проходу выпускных газов в зазор между втулкой 3 и клапаном 31.

Регулируемое сопло 16 выполнено в виде резьбового стержня со шлицом на наружном торце, для его вращения. Резиновые кольца 10 в канавках сопла уп­лотняют линию подвода масла в сопло из камеры управления Е. После регули­ровки сопло 16 фиксируется шплинтом 9 и закрывается гайкой 8. Опора 14 мем­браны 15 датчика имеет резиновый ввертыш для герметичного закрытия сопла. Между мембраной 15 и крышкой 13 датчика находится полость К, также соеди­ненная через промежуточные сверления и сверление Л с внутренней полостью патрубка охладителя наддувочного воздуха.

Дата добавления: 2018-09-24 ; просмотров: 624 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Датчик турбонаддува

Турбонаддув

Для необходим турбонаддув?

Прежде чем говорить о том, для чего необходим датчик наддува турбины, стоит разобраться в том, что представляет собой само понятие турбонаддува. Автопроизводители постоянно стремятся повысить эксплуатационные характеристики силовых агрегатов. С каждым годом появляется все больше технологических новшеств, однако суть и принцип работы моторов остается прежним.

Сам термин «наддув» характеризует процесс увеличения свежего заряда топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания посредством искусственного нагнетания давления. Эта технология необходима для повышения мощности мотора. В наиболее благоприятных ситуациях мощность можно увеличить почти на половину от номинальной.

Турбонаддув

Самое широкое распространение получил так называемый турбонаддув, который обеспечивается специальным турбокомпрессором. Механический компрессор, сильно распространенный ранее, постепенно уходит в прошлое.

В силовые агрегаты, которые не оборудованы турбокомпрессором, воздух поступает естественным образом от возникновения разряжения при открытии поршня. Искусственное нагнетание воздуха обеспечивает поступление в цилиндры гораздо большего количества топливно-воздушной смеси. Это ведет к возрастанию мощности двигателя. Однако у турбокомпрессора существуют и свои существенные недостатки. При увеличении объема сгораемой рабочей смеси очень сильно повышается температура внутри цилиндров. Это может приводить к появлению детонации.

Для недопущения этого явления становится необходимой установка дополнительных элементов, таких, как:

• Датчик турбонаддува;
• Промежуточный охладитель;
• Регулятор степени сжатия.

Без вышеперечисленного невозможна слаженная работа всей системы турбонаддува. При выходе из строя любого из этих элементов необходима срочная замена.

Как устроен датчик турбонаддува?

Датчик давления надува устанавливается непосредственно между турбокомпрессором и впускным коллектором. Он служит для контроля за давлением наддува и по его показаниям электронный блок управления делает выводы о потребностях силового агрегата в нагнетаемом воздухе.

Датчик турбонаддува

На сегодняшний день производство этих датчиков осуществляется по двум технологиям: микромеханической и толстопленочной. Первая является наиболее совершенной и прогрессивной. Большинство этих устройств сегодня построены именно по этой технологии. Основным элементами в данном случае являются чип, выполненный из кремния, диафрагма, а также четыре тензорезистора, расположенные непосредственно на ней. Когда на эту диафрагму оказывается давление, она изгибается. Вследствие ее механического растяжения тензорезисторы начинают менять свое сопротивление. Пропорционально ему происходит изменение напряжения. Для большей чувствительности терморезисторы соединяются между собой по особой мостовой схеме. Электросхема чипа увеличивает мостовое напряжение, которое на выходе составляет от одного до пяти вольт. Анализируя величину этого напряжения, электронный блок управления двигателем дает оценку давлению во впускном коллекторе. Чем больше напряжение, тем выше давление воздуха.

Если мотор не заведен, то величина давления во впускном коллекторе равняется величине атмосферного давления. В момент запуска силового агрегата во впускном коллекторе образуется разряжение или вакуум. Когда двигатель работает с открытой дроссельной заслонкой давление во впускном коллекторе начинает сравниваться с атмосферным.

Выход из строя датчика может привести к отключению турбонаддува. Однако для точной постановки правильного диагноза необходимо провести грамотную диагностику. Вполне возможно, что неисправен не датчик, а сама турбина. В этом случае будет необходима ее замена.

Проверка датчика турбонаддува

Силовые агрегаты с турбонаддувом должны быть оборудованы специальным датчиком, который следит за отклонениями давления наддува. Для того чтобы в нужный момент времени ограничить это давление, электронный блок управления двигателем приводит в действие специальный электромагнитный клапан, который способен устанавливать разряжение.

Контроль над отклонением давления наддува турбины весьма схож с контролем отклонения рециркуляции отработавших газов. Если давление наддува в течение достаточно долгого времени выходит за определенные рамки, то это может говорить о том, что в системе турбонаддува велика вероятность неисправности. Если же эти отклонения носят достаточно непродолжительный характер, то наличие неисправности является маловероятным.

Давление наддува должно контролироваться абсолютно у всех турбированных двигателей, поскольку этот показатель влияет на правильное наполнение цилиндров, а также на развиваемую мощность, величину крутящего момента и химический состав отработавших газов. Проверка точности показаний датчика давления наддува производится на незаведенном силовом агрегате в момент между включением зажигания и запуском мотора. В процессе проверки сопоставляют значения, полученные с датчика давления наддува турбины и датчика атмосферного давления. В результате сравнения этих показателей получают так называемое дифференциальное давление, которое в норме не должно превышать определенного предела. Если это предел не превышен, то датчик давления наддува можно считать полностью исправным.

Источник