5.4.8. Турбокомпрессор

Турбокомпрессор крепится фланцами к выпускному коллектору и впускной системе.

Рис. 4.75. Турбокомпрессор в разрезе (290TD): 1 – турбина; 2 – вал; 3 – масляный канал; 4 – компрессор

Корпус турбокомпрессора разделен на два отсека: турбина 1 (рис. 4.75) и компрессор 4. В каждом находится по крыльчатке. Они жестко сидят на одном валу 2. Турбина приводится в движение потоком отработавших газов, компрессор нагнетает воздух, поступающий через корпус клапана управления давлением в цилиндры.

Обе крыльчатки турбины могут достигать очень больших оборотов, более 100 000 мин^-1. При этом давление нагнетаемого воздуха может подниматься выше 2 бар. Так как такое давление избыточно, на компрессоре установлен регулятор давления воздуха, выполняющий функцию понижения давления.

Когда обороты турбины достигают примерно 50 000 мин^-1 и создается небольшое давление, регулятор работает таким образом, чтобы давление даже на малых оборотах сохранялось постоянно, что помогает избежать «провалов» при резком увеличении оборотов.

Если давление на регуляторе при больших нагрузках поднимается выше заданного (0,9 бар), открывается мембрана. При этом только малая часть отработавших газов будет работать на турбину, а остальная часть уйдет в глушитель.

Для поддержания необходимого давления нагнетаемого воздуха при движении на любых высотах (в горах) в блок управления встроен датчик «повышения». При движении в разреженном воздухе датчик посылает сигнал на повышение давления компрессора и тем самым сохраняет нормальное смешение воздуха с топливом.

Рис. 4.76. Турбокомпрессор VTG в разрезе: 1 – крыльчатка турбины; 2 – выставляемые направляющие лопатки; 3 – установочное колесо лопаток; 4 – тяга с установочным рычагом; 5 – крыльчатка компрессора; 6 – вакуумная камера

4-цилиндровые двигатели с системой Common Rail оснащаются так называемыми VTG-турбокомпрессорами с изменяемой геометрией турбин (рис. 4.76).

В VTG-компрессоре сечение потока воздуха изменяется в зависимости от режима работы двигателя, благодаря этому нагнетается оптимальное давление. Оптимальное давление достигается с помощью блока управления, в зависимости от характеристик установки направляющих лопаток турбины внутри компрессора.

При малых оборотах двигателя лопатки прикрываются, уменьшая сечение потока воздуха, и давление повышается; при больших оборотах сечение увеличивается и давление падает.

Этим достигается целый ряд преимуществ:

1. Cмена установки направляющих лопаток позволяет оптимально использовать энергию отработавших газов и достигать высокого КПД вследствие большого выбора характеристик управления.

2. Повышение давления нагнетаемого воздуха на низких оборотах. Турбокомпрессор работает быстрее, тем самым исключая «провалы» при переходе с низких оборотов на высокие.

3. Повышение крутящего момента вследствие лучшего наполнения цилиндров.

4. Уменьшение дымления при полных нагрузках вследствие наличия резерва нагнетаемого воздуха.

5. Улучшенная динамика давления нагнетания.

6. Отказ от клапана регулировки давления нагнетаемого воздуха (waste gate).

7. Повышенная мощность вследствие повышенного давления нагнетания при малых оборотах, следовательно — оптимальное регулирование нагнетания.

ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ 1. Если турбокомпрессор не работает, это может быть следствием быстрого выключения горячего двигателя сразу же после долгого движения на максимальных оборотах. При таком режиме может произойти закоксовывание компрессора: подшипники вала, особенно со стороны турбины отработавших газов, сильно перегреваются, в них выгорает масло, и они могут прикипеть. Если это часто повторяется, подшипники придут в негодность и их придется менять. Поэтому никогда сразу после долгого движения при максимальных нагрузках не глушите двигатель, дайте ему еще некоторое время поработать на холостых оборотах. 2. Никогда не запускайте двигатель без воздушного фильтра, мелкие твердые частицы могут повредить компрессор (скорость вращения турбины по периметру — до 500 м/c). Прежде чем менять компрессор, необходимо проверить функционирование следующих узлов (соответственно причины неисправности): зажигание, система питания, компрессия, воздушный фильтр и герметичность соединений системы нагнетания воздуха и системы выпуска отработавших газов.

Радиатор охлаждения воздуха, расположенный между турбокомпрессором и корпусом клапана регулировки давления, соединен с контуром охлаждения двигателя. Если воздух в компрессоре достигает температуры +110 °С, то, проходя через радиатор, он охлаждается до +70 °С.

В расположенной за радиатором смесительной камере чистый воздух смешивается с отработавшими газами в рассчитанной с помощью компьютера пропорции, чтобы режим работы двигателя был оптимальным. Для этого смесительная камера оснащается специальным клапаном отвода отработавших газов и дроссельным клапаном, который управляется электропневматическим преобразователем. Дросселирование воздуха повышает перепад давления между нагнетаемым воздухом и отработавшими газами и таким образом воздействует на производительность системы отвода отработавших газов.

Рис. 4.77. Направление потока воздуха (показано стрелками): 1 – турбокомпрессор; 2 – патрубки; 3 – радиатор

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАБОТ

Очистку радиатора охлаждения надувочного воздуха производите в летний период эксплуатации автомобиля. Эта операция производится так же, как и с радиатором системы охлаждения.