Тюнинг автомобиля своими руками

– давление наддувочного воздуха непосредственно после компрессора. При достижении определенного, отрегулированного для каждого двигателя, давления наддува р

это давление, воздействуя на мембрану, создает усилие, достаточное для сжатия калиброванной пружины, препятствующей открытию перепускного клапана. Перепускной клапан открывается и выпускает сжатый воздух или прямо в атмосферу (у двигателей гоночных автомобилей), или в воздушный фильтр, то есть во впускной тракт перед компрессором (у дорожных автомобилей).

Рис. 13. Схема регулирования давления наддува перепуском наддувочного воздуха: 1 – заборник воздуха; 2 – воздушный фильтр; 3 – глушитель; 4 – турбокомпрессор; 5 – холодильник наддувочного воздуха; 6 – цилиндр двигателя; 7 – перепускной клапан; р

– давление непосредственно после компрессора

Такая схема регулирования давления наддува применялась, например, фирмой BMW на двигателе ATL, который устанавливался сначала на гоночных автомобилях, а позднее – в первом немецком серийном легковом автомобиле с турбонаддувом BMW 2002 Turbo. Этим способом выполнялось регулирование и в двигателях некоторых автомобилей фирм Ford и Opel. Однако недостатки такого регулирования весьма существенны, поэтому данный способ не находит применения в двигателях с турбонаддувом для современных автомобилей. Правда, для диапазона средних частот вращения KB (в зависимости от конструктивных параметров двигателя) также можно создать достаточно высокое давление наддува, однако затем уже сжатый воздух нужно снова перепускать, что сопровождается потерей КПД турбокомпрессора. Другим недостатком этого способа является то, что турбина, как и при нерегулируемом давлении наддува, должна подбираться под общее количество отработавших газов. А это ограничивает не только возможности регулирования, но и требует относительно больших размеров турбины, что влечет за собой ухудшение приемистости двигателя.

Регулировать давление наддува можно перепуском отработавших газов (ОГ). При данном способе регулирование давления наддува основывается на управлении потоком ОГ через турбину. При этом в качестве управляющей величины могут быть использованы давления р

, р

, а также отношения давлений р

/р

, p

/p

, p

/p

(см. рис. 12). Байпасный клапан устанавливается в выпускной трубопровод между выпускными каналами головки цилиндров двигателя и входом в турбину или же монтируется непосредственно в корпус турбокомпрессора. В зависимости от значения используемой управляющей величины клапан открывается и перепускает часть ОГ в обход турбины непосредственно в выпускную систему. При полной нагрузке двигателя в зависимости от конструктивных параметров клапана в обход турбины направляется 20–40 % общего потока газов. Остальные 60–80 % идут на привод ротора турбины и обеспечивают создание необходимого давления наддува.

Этот способ регулирования в зависимости от выбора для регулирующего клапана управляющей величины позволяет выполнить индивидуальную настройку характера изменения давления наддува. Двигатели с турбонаддувом, имеющие регулирование давления наддува перепуском ОГ, обычно имеют хорошую характеристику крутящего момента и удовлетворительную приемистость. Преимущество этого способа регулирования состоит в том, что, благодаря перепуску части ОГ в обход турбины, появляется возможность использовать турбину и компрессор существенно меньших размеров. Вследствие этого даже при относительно низкой частоте вращения KB достигается достаточно высокое давление наддува, что позволяет улучшить приемистость двигателя.

На рисунке 14 показана схема регулирования давления наддува перепуском отработавших газов с использованием в качестве управляющей величины давления наддува.

В приведенной схеме с одной стороны мембраны действует давление наддува р

, а с другой стороны – давление окружающей среды р

. Таким образом, давлению наддува р

противодействует только усилие калиброванной пружины. Способ является простым и надежным, так как для управления используется чистый сжатый воздух, а характер изменения давления наддува определяют только два параметра. Чтобы получить монотонно ниспадающую кривую давления наддува при увеличении мощности двигателя, в современных ТК управляющее давление отбирается в самом начале улитки (спирали) компрессора.

Рис. 14. Схема регулирования давления наддува перепуском отработавших газов с использованием в качестве управляющей величины давления р

(обозначения элементов см. на предыдущем рисунке)

На рисунке 15 показана схема регулирования давления наддува перепуском ОГ с использованием в качестве управляющей величины давления ОГ на входе в турбину. В приведенной схеме с одной стороны мембраны действует давление р

, а с другой стороны – давление окружающей среды р

и усилие пружины. Так как при высокой нагрузке и высокой частоте вращения KB давление перед турбиной возрастает сверхпропорционально, то в исполнительном механизме возможно применение жесткой пружины. Это обусловливает резкое увеличение давления наддува в диапазоне средней частоты вращения KB, которое затем при увеличивающемся открытии перепускного клапана понижается.

Следствием такого характера изменения давления наддува являются выпуклые характеристики мощности и крутящего момента в нижнем диапазоне частоты вращения КВ. Недостатками этого способа регулирования являются потери КПД турбины при максимальной мощности двигателя и то, что для управления давлением наддува используются горячие, неочищенные отработавшие газы. Последнее может вызывать функциональные неисправности перепускного клапана.