Регулирование давления наддува

Турбина

Корпус турбины

Выпуск отработавших газов из турбины

Компрессор

Корпус компрессора

Впуск окружающего воздуха в компрессор

Впуск отработавших газов в турбину

Выпуск воздуха из компрессора

Рабочее колесо компрессора

Корпус диафрагмы

Шток

Клапан перепуска ОГ

При малой нагрузке

При большой нагрузке

Давление поступающего в цилиндры воздуха зависит в основном от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. При малой нагрузке двигателя поток отработавших газов невелик, поэтому необходимо, чтобы весь поток вращал рабочие колеса турбины и компрессора. При росте нагрузки двигателя увеличивается поток отработавших газов. Скорость вращения рабочих колес турбины и компрессора при этом возрастает, что приводит к подаче в цилиндры большего количества воздуха. При дальнейшем повышении нагрузки двигателя объем отработавших газов превышает значение, необходимое для того, чтобы компрессор подавал в цилиндры требуемое количество воздуха. При высоких нагруз­ках необходимо ограничить количество отработавших газов, проходящих через турбину. Это достигается за счет использования клапана перепуска ОГ, открывающего отводящий канал, выполненный параллельно турбине. Лишнее количество отработавших газов направляется в этот канал. Клапан перепуска ОГ представляет собой обратный клапан, который открывает и закрывает перепускной канал, расположенный рядом с турбиной. Клапан управляется штоком пневмопривода, установленным на корпусе компрессора. Клапан закрывается под действием пружины в корпусе пневмопривода и открывается под давлением диафрагмы пневмопривода. Пневмопривод приводится в действие разреже­нием, подводимым по шлангу от электромагнитного клапана, управляемого ЭБУ двигателя.

Турбина

Корпус турбины

Выпуск отработавших газов из турбины

Компрессор

Корпус компрессора

Впуск окружающего воздуха в компрессор

Впуск отработавших газов в турбину

Выпуск воздуха из компрессора

Рабочее колесо компрессора

Корпус диафрагмы

Шток

Клапан перепуска ОГ

При малой нагрузке

При большой нагрузке

Регулирование давления наддува при малой нагрузке

При малой нагрузке двигателя клапан регулирования давления надува закрыт. Весь поток отработавших газов проходит через турбину.

Регулирование давления наддува при большой нагрузке

При высокой нагрузке двигателя увеличивается объем отработавших газов и, следователь­но, скорость вращения рабочего колеса турбины. Это приводит к подаче в цилиндры боль­шего количества воздуха. Если воздуха подается очень много, а его поток невозможно изменять дроссельной заслонкой, необходимо регулировать давление наддува посред­ством клапана перепуска ОГ, который открывается, и часть отработавших газов направля­ется в перепускной канал в обход турбины. Таким образом, регулируется количество отра­ботавших газов, направляемое для вращения рабочего колеса турбины, и, следовательно, объем подаваемого наддувочного воздуха.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией направляющего аппарата турбины

Пневмопривод

Давление отработавших газов

Давление воздушного заряда

При малой нагрузке двигателя

Давление отработавших газов

Давление воздушного заряда

При большой нагрузке двигателя

Направляющий штифт

Болт

Штанга

Вал

Направляющий штифт

Синхронизирующее кольцо

Кронштейн

Лопатки

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией направляющего аппарата турбины обладает следующими преимуществами.

 Двигатель развивает более высокий крутящий момент при низкой частоте вращения коленчатого вала.

 Благодаря низкой рабочей температуре турбокомпрессора улучшается процесс сгорания, что повышает мощность двигателя.

 Турбокомпрессор быстрее реагирует на нажатие педали акселератора, что улучшает приемистость двигателя.

 Улучшается топливная экономичность, снижается токсичность отработавших газов.

Из конструкции турбокомпрессора с изменяемой геометрией направляющего аппарата турбины исключен клапан перепуска ОГ, но со стороны выпуска добавлены лопатки для управления работой турбокомпрессора. При малом потоке отработавших газов лопатки располагаются таким образом, чтобы увеличить скорость вращения рабочего колеса тур­бины и, следовательно, повысить давление наддува. Двигатель развивает более высокий крутящий момент при низкой частоте вращения коленчатого вала. При большом потоке отработавших газов скорость вращения рабочего колеса турбины уменьшается для предотвращения чрезмерно высоких оборотов, однако требуемое давление наддува по-прежнему поддерживается.

Положение лопаток регулируется пневмоприводом, который имеет большие размеры, чем на обычных турбокомпрессорах. Также увеличено проходное сечение шланга, соединяю­щего пневмопривод с вакуумным насосом, в результате этого в пневмопривод постоянно подводится достаточное разрежение. Управление пневмоприводом осуществляется электромагнитным клапаном, на который подаются сигналы от ЭБУ двигателя.