Nissan Terrano II, Турбокомпресорна система - обща информация, Nissan Terrano
Система за турбокомпресор - обща информация
Обща информация и принцип на действие
Системата се състои от турбокомпресор с водно охлаждане, междинен охладител (Intercooler) и система за контрол на форсирането (MPFI Turbo).
Диаграма на работа на турбосистемата
1 - Сензор за скорост на превозното средство (VSS) 2 - Сензор за положение на дроселната клапа (TPS) 3 - Сензор за температурата на охлаждащата течност на двигателя (ECT) 4 - Сензор за положение на коляновия вал (CKP) 5 - Сензор за въздушен поток 6 - Въздушен байпасен клапан 7 - Контролен соленоид за освобождаване на налягането 8 - Мембрана на задвижващия механизъм на Wastegate 9 - Налягане Предпазен клапан 10 - Турбокомпресор 11 - Интеркулер (междинен охладител) 12 - Посока на въздушния поток при бързо затваряне на дросела
13 - Водни маркучи 14 - Корпус на дросела 15 - Клапан за превключване на налягането на въздуха 16 - Помпа на междинния охладител 17 - Мотор на охлаждащия вентилатор 18 - Охлаждащ вентилатор 19 - Радиатор на междинния охладител 20 - Охлаждащ радиатор 21 - Сензор за налягане на въздуха 22 - Контролен блок (MPFI Turbo)
Системата за управление ви позволява да форсирате двигателя по отношение на мощността, което значително повишава ефективността на връщането му и в резултат на това подобрява маневреността на автомобила във всички работни диапазони. Системата за управление осигурява функция за компенсиране на промените в барометричното налягане, когато превозното средство се експлоатира във високи планински райони.
Въздухът, преминавайки през въздушния филтър, постъпва в турбокомпресора, след компресия в който се охлажда втоплообменник на междинния охладител (Intercooler), след което се подава в тялото на дросела и по-нататък във всмукателния тръбопровод и цилиндрите на двигателя.
За да се намали бързата промяна на налягането по време на рязко затваряне на дроселната клапа, е предвиден специален байпасен канал, който да го заобиколи. При рязко увеличаване на дълбочината на разреждане, когато амортисьорът е затворен, въздухът през този канал навлиза във входа на компресора. Използването на такава система може значително да намали нивото на фоновия шум по време на спиране на двигателя.
Системата за управление на усилване (MPFI Turbo) се състои от сензор за налягане на въздуха, управляващ блок, управляващ електромагнитен клапан, задвижваща диафрагма на байпасния клапан и самия предпазен клапан, който осигурява байпаса на газовете покрай турбината. Сензорът за налягане на въздуха предоставя на контролния блок информация за налягането във всмукателния колектор.
Структура на турбокомпресора
Компресорът е оборудван със собствена водна риза и байпасен клапан за освобождаване на налягането. Турбината е изработена от топлоустойчива стомана, корпусът на компресора е от алуминиева сплав. Валът на турбината се държи в плаващи лагери.
Регулиране на налягането при форсиране
Предназначение на предпазния клапан
С увеличаване на скоростта на коляновия вал (при подобни позиции на дросела) се увеличава потокът на отработените газове, което от своя страна води до увеличаване на скоростта на въртене на турбинния вал (от приблизително 20 000 до 150 000 в минута) и съответно налягането на форсиране. Увеличаването на налягането на форсиране може да доведе до детонационно изгаряне на сместа въздух-гориво (дизелов ефект) и в резултат на това увеличаване на термичното натоварване върху дъната на буталата, което е изпълнено с повреда на вътрешните компонентидвигател. За да се елиминира този ефект, компресорът е оборудван със специален предпазен клапан, който позволява на газовете да заобикалят турбината.Диаграма на работа на предпазния клапан
1 - Турбокомпресор 2 - Предпазен клапан 3 - Диафрагма на задвижващия механизъм на байпасния клапан
Байпасният клапан остава в затворено положение, докато налягането на усилване остава под допустимата стойност. В този случай целият поток от отработени газове преминава през турбината.
Веднага щом налягането върху управляващата диафрагма надвиши допустимата стойност, байпасният клапан се отваря и част от отработените газове се изпускат, заобикаляйки турбината директно в изпускателната система. В този случай разликата в налягането P1 - P2 (където P1 е атмосферното налягане; P2 е налягането във входящия тръбопровод) се поддържа постоянна.
Концепция за контрол на налягането при форсиране
При работа на превозното средство на голяма надморска височина, където вече има забележимо понижение на атмосферното налягане спрямо нормалното, системата за контрол на форсирането гарантира поддържането на максималната абсолютна стойност на налягането на форсиране.
Турбокомпресорът получава масло от системата за смазване на двигателя. Веднага след като скоростта на въртене на вала на турбината достигне няколко хиляди оборота в минута, лагерите на вала "плават" върху масления клин, образуван както от външната, така и от вътрешната страна на лагерния възел. Освен че смазва лагерите, маслото осигурява и допълнително отвеждане на топлината от турбокомпресора.Диаграма за смазване на турбокомпресора
1 - Турбинно колело 2 - Изгорели газове 3 - Масло 4 - Турбинно колело 5 - Компресорно колело 6 - Компресорно колело 7 - Въздух
С цел увеличаванеексплоатационен живот и надеждност на турбокомпресора, в корпуса му е предвидена риза за водно охлаждане. Охлаждащата течност тече през свързващите маркучи от водната риза на двигателя. След отстраняване на топлината от турбокомпресора, работната течност се изпраща в разширителния резервоар на охладителната система.
Система за допълнително охлаждане на въздуха
Диаграма на работа на турбо междинния охладител
1 - Радиатор на междинния охладител 2 - Радиатор на охлаждащата течност 3 - Вход на охлаждащата течност 4 - Вентилатор 5 - Изходен отвор за въздух 6 - Задвижващ двигател на вентилатора 7 - Изход на охлаждащата течност 8 - Помпа за охлаждащата течност
Междинното охлаждане на въздуха след излизането му от компресора повишава ефективността на системата за турбокомпресор, намалява вероятността от детонация на сместа и спомага за намаляване на разхода на гориво.
Схема на свързване на топлообменника на турбо междинния охладител
1 - Всмукателен отвор 2 - Въздушен филтър 3 - Турбокомпресор 4 - Интеркулер 5 - Двигател 6 - Радиатор на охладителя 7 - Помпа на охладителя
Интеркулерът е топлообменник вода-въздух с ниско хидравлично съпротивление и висок охлаждащ капацитет.
Дизайн на междинния охладител (Intercooler) на системата за турбокомпресор
Топлообменникът на междинния охладител, който се състои от пет отделни блока, е изработен от алуминиева сплав и осигурява отстраняването на излишната топлина от въздушния поток, чиято температура се повишава в резултат на адиабатната компресия в компресора.
Схема на свързване на радиатора на междиннияохладител на турбокомпресора
1 - Охладител на радиатора 2 - Корпус на дросела 3 - Капак на охлаждащата течност 4 - Интеркулер 5 - Помпа на охлаждащата течност
Радиаторът на междинния охладител е изработен от оребрени алуминиеви тръби. Левият резервоар на радиатора е разделен на две части, което позволява по-ефективно разсейване на топлината от охлаждащата течност. За отстраняване на въздушните тапи от тракта е предвидена специална вентилационна тапа.
Дизайн на помпата на междинния охладител
1 - Намотка 2 - Работно колело 3 - Вход за течност
Работното колело на помпата на междинния охладител се задвижва от отделен електродвигател.
Мощността на който е около 28 W при отвор на дросела под 80% и 50 W при по-голям отвор на клапата. Тази схема е въведена с цел спестяване на разходи за електроенергия.
Въздушен байпасен клапан в системата за херметизация
Както бе споменато по-горе, при рязко затваряне на дросела в системата за всмукване на въздух може да възникне нискочестотно бръмчене. За да се сведе до минимум звуковият фон при спиране на двигателя, в пътя на системата за турбокомпресор е включен специален байпасен клапан. Клапанът се активира под въздействието на вакуума, който се получава зад дроселовата клапа, когато тя се затвори рязко, в резултат на което въздухът от дроселната камера се пренасочва към входа на компресора.
Конструкция на предпазен клапан
1 - От компресора 2 - Към входния тръбопровод 3 - Пружина 4 - Мембрана 5 - Към входа на компресора
Диагностика на неизправности на системата за турбокомпресор
Неизправностите на системата за турбокомпресор могат да доведат до следните последствия:
С повишено налягане на форсиране:
а)Детонация на въздушно-горивната смес.
С ниско налягане на форсиране:
Причините за появата на изброените по-долу симптоми могат също да бъдат нарушение на херметичността на системите за всмукване или изпускане на въздух, увеличаване на съпротивлението на изпускателния тракт в резултат на деформация на тръбата, повреда на системата за управление за елиминиране на детонация, както и неизправност на системата за управление на впръскването.
b) Загуба на мощност c) Намален отговор на газта; d) Повишен разход на гориво.
За течове на масло:
д) Повишен разход на масло; f) Образуване на бял дим на изхода на изпускателната система.