Jak funguje turbína passat b5?

6.15 Systém přeplňování turbodmychadlem – obecné informace

Systém se skládá z vodou chlazeného turbodmychadla, mezichladiče (Intercooler) a systému řízení přeplňování (MPFI Turbo).

Schéma fungování systému přeplňování turbodmychadlem

Řídicí systém umožňuje zvýšit výkon motoru, což výrazně zvyšuje jeho účinnost a v důsledku toho zlepšuje ovladatelnost vozidla ve všech provozních rozsazích. Řídicí systém poskytuje funkci pro kompenzaci změn barometrického tlaku při provozu vozidla ve vysokých horách.

Vzduch, který prošel vzduchovým filtrem, vstupuje do turbodmychadla, po stlačení, ve kterém je ochlazen ve výměníku tepla mezichladiče, poté je přiváděn do tělesa škrticí klapky a dále do sacího potrubí a válců motoru.

Pro tlumení rychlých změn tlaku při prudkém uzavření škrticí klapky je k dispozici speciální obtokový kanál, který ji obchází. S prudkým zvýšením hloubky podtlaku při zavírání klapky vzduch přes tento kanál vstupuje do vstupu kompresoru. Použití takového systému může výrazně snížit hladinu hluku na pozadí při brzdění motorem.

Systém řízení přetlaku (MPFI Turbo) se skládá ze snímače tlaku vzduchu, řídicí jednotky, řídicího solenoidového ventilu, membrány pohonu wastegate a samotného přetlakového ventilu, který umožňuje plynům obtékat turbínu. Snímač tlaku vzduchu dodává řídicí jednotce informace o tlaku v sacím potrubí.

Design turbodmychadla

Kompresor je vybaven vlastním vodním pláštěm a přetlakovým ventilem. Turbína je vyrobena ze žáruvzdorné oceli, skříň kompresoru je vyrobena z hliníkové slitiny. Hřídel turbíny je uložena v plovoucích ložiscích.

Nastavení přeplňovacího tlaku

Účel přetlakového ventilu

Se zvýšením rychlosti otáčení klikového hřídele (při podobných polohách škrticí klapky) se zvyšuje průtok výfukových plynů, což zase vede ke zvýšení rychlosti hřídele turbíny (z přibližně 20 000 na 150 000 za minutu) a v důsledku toho k plnicímu tlaku. Zvýšení plnicího tlaku může vést k detonačnímu spalování směsi vzduch-palivo (dieselový efekt) a v důsledku toho ke zvýšení tepelného zatížení hlav pístů, což může vést k poškození vnitřních součástí motoru. Aby se tento efekt eliminoval, je kompresor vybaven speciálním přetlakovým ventilem, který umožňuje plynům obtékat turbínu.

Schéma činnosti přetlakového ventilu

Koncepce řízení přetlaku

Turbodmychadlo přijímá olej z mazacího systému motoru. Jakmile rychlost otáčení hřídele turbíny dosáhne několika tisíc otáček za minutu, ložiska hřídele „plavou“ na olejovém klínu vytvořeném na vnější i vnitřní straně ložiskové sestavy. Kromě mazání ložisek zajišťuje olej také dodatečný odvod tepla z turbodmychadla.

Schéma mazání turbodmychadla

Pro zvýšení životnosti a spolehlivosti provozu turbodmychadla je v jeho krytu umístěn plášť chladicí vody. Chladicí kapalina proudí spojovacími hadicemi z vodního pláště motoru. Po odvodu tepla z turbodmychadla je pracovní kapalina odeslána do expanzní nádrže chladicího systému.

Systém mezichlazení vzduchu

Schéma fungování mezichladičového systému systému přeplňování turbodmychadlem

Mezichlazení vzduchu poté, co opustí kompresor, zvyšuje účinnost systému přeplňování turbodmychadlem, snižuje pravděpodobnost detonace směsi a pomáhá snižovat spotřebu paliva.

Schéma zapojení výměníku mezichladiče turbodmychadla

Intercooler je výměník tepla voda-vzduch s nízkým hydraulickým odporem a vysokou chladicí kapacitou.

Návrh mezichladičového výměníku systému přeplňování turbodmychadlem

Mezichladičový výměník tepla sestávající z pěti samostatných jednotek je vyroben z hliníkové slitiny a odvádí přebytečné teplo z proudu vzduchu, jehož teplota stoupá v důsledku adiabatické komprese v kompresoru.

Schéma zapojení chladiče mezichladiče turbodmychadla

Chladič intercooleru je vyroben z žebrovaných hliníkových trubek. Levá nádrž chladiče je rozdělena na dvě části, což umožňuje efektivnější odvod tepla z chladicí kapaliny. Pro vyjmutí vzduchových uzávěrů z traktu je k dispozici speciální ventilační zátka.

Konstrukce mezichladičového čerpadla

Oběžné kolo čerpadla mezichladiče je poháněno samostatným elektromotorem.

Jeho výkon je cca 28 W při otevření plynu na méně než 80 % a 50 W při větším otevření plynu. Toto schéma je implementováno za účelem úspory nákladů na energii.

Obtokový ventil vzduchu do nabíjecího systému

Jak bylo uvedeno výše, při náhlém uzavření škrticí klapky se může v systému sání vzduchu objevit nízkofrekvenční hučení. Aby se minimalizovalo zvukové pozadí při brzdění motorem, je v dráze systému přeplňování zahrnut speciální obtokový ventil. Ventil je spouštěn podtlakem, který vzniká za škrticí klapkou při jejím prudkém uzavření, v důsledku čehož je vzduch ze škrticí komory přesměrován na vstup kompresoru.

Konstrukce přetlakového ventilu

Diagnostika poruch systému přeplňování turbodmychadlem

Poruchy systému přeplňování mohou mít následující důsledky:

Při zvýšeném plnicím tlaku:

a) Detonace směsi vzduch-palivo.

S nízkým plnicím tlakem:

b) Ztráta výkonu
c) Snížený odběr;
d) Zvýšená spotřeba paliva.

V případě úniku oleje:

e) zvýšená spotřeba oleje;
f) Tvorba bílého kouře na výstupu z výfukového systému.