Принцип работы клапана управления турбиной фольксваген
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Как просто проверить клапан №75(AFN).
Симптомы: вдруг на "низах" машина начинает "подтупливать"-еле разгоняется. После глушения-заводки мотора, как правило, опять начинает ехать нормально(какое-то время), потом опять "тупит".
Короче, по таким показаниям это клапан №75, НО надо проверить. Как это сделать см фото и маленькое описание:
Как начинает машина "тупить" оставновитесь и НЕ глушите мотор.
Откройте капот и на ЗАВЕДЕННОМ моторе проделайте следующие операции:
Снимите шланг(см на фото) и проверьте пальцем есть ли разряжение в шланге. Палец должно "присасывать" к шлангу. Если разряжения нет, то заглушите и снова заведите мотор, опять попробуйте пальцем разряжение. Скорее всего оно появилось, хотя если клапан №75 умер совсем, то может и не появится.
PS
У меня второй раз такое, первый раз было на Б4 пассате еще в 2000 году, клапан №75, как правило, не умирает сразу. Cначала начинает чуть подглючивать потом всё чаще и чаще. У меня он первый раз умерал пол-года(до "полной смерти", когда перезапуск мотора уже не помогал). Второй раз не стал ждать поменял через месяц после начала глюков.
Для AFN: 1H0 906 627 A
VW Passat B5 1.8 Turbo, 20V, AEB, LB7Z, 1998 г.(был 17 лет)
Одна голова - хорошо, а. без нее смешнее!
моледец,отличная статя!У меня часто пропадает мощност,про описания я читал много но сам при вклучонном двигатели какието шланги снимат не решался.А тут все наглядно и с фотками.
Короче, по таким показаниям это клапан №75, НО надо проверить. Как это сделать см фото и маленькое описание:
Класные фотки, класное описание, но к сожалению ошибочное.
Вышеуказанный способ проверки только подтверждает ИСПРАВНОСТЬ N75.
Теперь физика процесса: N75 - электромагнитный клапан с двумя входами (1.разряжение - из магистрали ресивера и 2.атмосферное давление - из корпуса фоздушного фильтра) и одним выходом - 3. на ВАКУМНЫЙ клапан управления давлением турбины (ВКУДТ).
При заведенном моторе - на вход 1. - подется разряжение из вакумного насоса, при этом на N75 открыта магистраль 1-3, т.е. разряжение передается на ВКУДТ, который в свою очередь подтягивает тягу в вержнее положение, соответствующее максимальному потоку газов через лопатки турбины.
N75 остается в таком положении до тех пор, пока ECU не даст команды на сброс давления турбины - N75 при этом перекроет магистраль 1-3 и откроет магистраль 2-3, т.е. на ВКУДТ пропадет разряжение и он перейдет в нижнее положение, соответствующее минимальному потоку газов через лопатки турбины (обороты турбины падают, давление во впускном тракте снижается).
Таким образом осуществляется регулировка давления во впускном тракте.
Симптомы: вдруг на "низах" машина начинает "подтупливать"-еле разгоняется. После глушения-заводки мотора, как правило, опять начинает ехать нормально(какое-то время), потом опять "тупит".
Вышеописанное поведение двигателя обусловлено следующим: выходит из строя ВКУДТ или закисает механизм внутри турбины, вследствии чего образуется избыточное/недостаточное давление во впускном тракте. При длительном превышении/принижении нормативных величин давления, ECU принудительно дает команду на N75 открыть магистраль 2-3 (уменьшение давления турбины) и сокращает колличество подаваемого топлива. Сделано это специально, для предотвращения взрыва впускного тракта.
Программа ECU написана так, что N75 остается в таком пололжении до тех пор, пока не выключишь зажигание.
То есть, то про что вы пишите - это просто нормально-сработавшая защита, а не неисправность N75.
N75 можно проверить (в отсутствии диагностичекого компа) следующем образом - при отсутствии питания - открыта магистраль 1-3, если подать 12 В - открывается магистраль 2-3. Или наоборот, не суть. Далее: важно что бы он не продувался одновременно в трех направления (неисправность мембраны клапана).
Эта история произошла лет пять назад. Написание темы сначала по разным причинам была отложена, а за тем и забыта. Систематизируя в компьютере свои давние файлы, наткнулся на материалы, связанные с одним ремонтом своего сигнума, которые и послужили основой для данной темы. Поэтому решил, что все же лучше написать позже, чем никогда.
И так, поехали.
Периодически при попытке резкого ускорения появилось не совсем адекватное поведение автомобиля – тупость при разгоне. Понятно, что одна из причин неисправности связана с турбонаддувом. А вот в чем конкретно, то ли самой турбине, актуаторе турбины, датчике давления, электромагнитном клапане регулирования турбонаддувом, недостатком вакуума, либо еще чего-то, нужно поискать.
Для того, что бы убедиться в правильности предположения о неисправности турбонаддува, достаточно подключить op-com, и посмотреть за показаниями датчика давления наддува.
Для этого войти в раздел “Тест исполнительных элементов”, выбрать “Клапан давления наддува”, и проследить за значениями “Управляющее давление наддува” и “Давление наддува”.
На фрагментах 3 и 4 фотографии видны следующие показатели:
Управляющее давление наддува – идеальное давление нагнетаемого воздуха в кПа, которое должно быть в определенный момент.
Давление наддува – показания датчика давления в кПа, то есть фактическое давление в этот же момент. Из-за небольшой инертности системы нагнетания воздуха может иметь незначительные отклонения от идеального значения.
Давление наддува – показания датчика давления в вольтах, то есть уровень сигнала, передаваемого датчиком давления электронному блоку управления двигателем.
Скважность электромагнитного клапана давления наддува – определяет уровень напряжения в % от значения напряжения в бортовой сети автомобиля, которое подается на клапан давления наддува, и которым задается состояние клапана. В зависимости от состояния клапана происходит управление турбиной, а, следовательно, и нагнетание необходимого количества воздуха. Любознательным про скважность, и каким образом происходит регулирование уровня напряжения, можно почитать в интернете по запросу “PWM или широтно-импульсная модуляция”.
Обороты двигателя — no comments.
Однако управлять в движении автомобилем и одновременно смотреть на экран дисплея, пытаясь отследить показатели наддува, не самая хорошая идея. Лучшим же вариантом будет записать логи (показания всех параметров автомобиля), и спокойно на трезвую голову разобраться в работе автомобиля.
Для этого нужно подключить op-com с ноутбуком к диагностическому разъему. Далее в программе выбираем диагностика -> год выпуска автомобиля -> модель автомобиля -> двигатель -> тип двигателя -> блоки измерений -> снизу внизу нажимаем запись. Выбираем папку, куда будет сохранять файл, а так же название файла. Происходит запись всех параметров автомобиля, которую можно остановить в любой момент.
Перед записью можно выбрать в строках желательные параметры, которые будут для наглядности отображаться на мониторе. Но можно такого выбора и не делать, так как все равно все параметры будут записаны и сохранены.
Записью всех параметров работы автомобиля происходит с частотой 100 раз за каждую секунду, и записываются значения этих параметров в табличном виде формата excel. Записи лучше делать небольшими по продолжительности в пределах одной минуты, например, перед резким набором скорости.
Осталось только построить график, активировав кнопку “Построить”.
Останавливаться на анализе графика не буду. Кто захочет, то сможет сам рассмотреть зависимость параметра давление наддува в зависимости от скорости автомобиля, оборотов двигателя, скважности управляемого напряжения электромагнитным клапаном турбонаддува, а так же отклонения фактического давления наддува (желтая линия) от управляющего (желательного) давления наддува (зеленая линия).
Сохранить построенный график можно в одном из любых форматов PNG, JPEG, PDF, или векторной графики. Я же рекомендую сохранять в PDF формате, так как можно значительно увеличить отдельные фрагменты графика без потери качества изображения.
Несколько увлекся описанием способов определения параметров системы наддува. В моем же случае все выглядело более проще и нагляднее – все, что нужно отображалось на штатном дисплее:
И если при холостом ходе фактическое давление наддува составляло 0,97 Bar (что соответствует 97 кПа) и отклонение от желаемого давления было -7 кПа, что в пределах нормы, то при резком наборе скорости картинка была другой:
Турбина просто не додавала аж целых 91 кПа давления нагнетаемого воздуха, а другим, более доступным языком, ни хрена не работала.
Осталось найти неисправность в таком поведении турбины.
И тут, кажучы па беларуску, пашанцавала.
Выключив зажигание, и открыв капот, услышал характерный тарахтящий звук в течении нескольких десятков секунд, как будто очень быстро щелкало какое-то реле. Полтергейст, ведь зажигание выключено. Даже с моим далеким от музыкального слуха виновник треска был установлен сразу же – электромагнитный клапан регулирования давления наддува. А треск, это следствие борьбы оставшегося вакуума в актуаторе и мембраны внутри клапана, пока мембрана не одерживала верх, и воздух полностью не заполнил актуатор.
Как работает электромагнитный клапан регулирования давления наддува.
При включении зажигания на клапан подается управляющее напряжение. Клапан открывает перепуск между двумя отделениями внутри клапана – отделение VAC, шланг от которого подсоединяется к вакуумному насосу, и отделением OUT, второй шланг от которого идет на актуатор турбины. При запуске двигателя создается разряжение в рабочей полости актуатора, то есть, часть воздуха, проходящего через клапан, откачивается вакуумным насосом (красные стрелки). В результате этого поднимается шток актуатора, который в свою очередь поворачивает лопатки турбины по касательной к ее вращению. Турбина работает в холостом режиме и практически не происходит дополнительного нагнетания воздуха.
При необходимости резкого ускорения автомобиля, а, соответственно, и большего объема подачи воздуха для образования топливной смеси, электронный блок управления двигателем за счет скважности уменьшает напряжение на соленоиде электромагнитного клапана, и тем самым перекрывая перепуск VAC-OUT, открывая доступ наружного воздуха через клапан в рабочую полость актутора (синие стрелки). Под воздействием пружины шток в актуаторе опускается, а заодно и поворачивая перпендикулярно оси вращения лопатки внутри турбины. Происходит рабочий цикл турбины, когда лопатки нагнетают необходимое количество воздуха.
При выключении зажигания и снятии напряжения с электромагнитного клапана, за счет мембраны шток внутри клапана возвращается в исходное положение, открывая тем самым доступ наружного воздуха в рабочую полость актуатора. Шток актуатора опускается.
Понятно, что если по каким либо причинам электромагнитный клапан регулирования давления наддува не работает, то и не будет работать и сама турбина. О тестировании работы клапана расскажу чуть позже (если, конечно, не забуду), в первой части остановлюсь на проверке управляющего напряжения, подаваемого на клапан. Проверять лучше всего вот таким нехитрым способом.
Обычно я в подобных случаях, дабы не портить изоляцию проводов и не засовывать иголки под контакты разъема, поступаю следующим образом. Разъединяю разъем. Все контакты на ответных частях разъемов между собой соединяю проводами с подходящими клеммами на концах проводов. Те провода, на которых необходимо выполнить измерения, имеют ответвления, через которые подсоединяются измерительные приборы.
Далее необходимо включить зажигание, произвести запуск двигателя и измерить мультиметром напряжение на электромагнитном клапане. Оно должно быть в районе 10В. Почему 10В, а не уровня напряжения бортовой сети, потому что за счет управляющей ЭБУ скважности напряжение на клапане уменьшается. Легко посчитать, что при скважности 80% подаваемое напряжение будет составлять 14В х 0,7 = 9,8В. И наоборот, замеряв напряжение на клапане и бортовой сети, можно посчитать скважность и сравнить с показаниями в TISе.
При резком увеличении оборотов, электронный блок управления двигателем резко уменьшает скважность, и тем самым уменьшается управляемое напряжение на электромагнитном клапане. При замерах, при совсем уж резком нажатии на газ по самую плешку, напряжение на клапане падало до 3В (если мне не изменяет память).
Поскольку коснулись TISа, то приведу в теме еще несколько картинок о том, что еще шепчет TIS относительно клапана и наддува.
Эта электросхема действительна для электронного блока управления двигателя Z19DTH. Для других двигателей электросхема частично может отличаться, но схема управления электромагнитным клапаном регулирования наддувом Y142 будет идентичной.
Как видно из электросхемы при включенном зажигании положительный потенциал бортовой сети через реле К2_Х125 и предохранитель FE14 подается на 1 контакт (провод красный с белой полосой) электромагнитного клапана. От блока управления двигателем на 2 контакт (провод коричневый с белой полосой) клапана поступает регулируемый за счет скважности отрицательный потенциал.
А на этом скриншоте из TISа показаны рабочие значения давления и сигнальное напряжение, отражаемые датчиком давления B150, при различных режимах работы двигателя.
При включенном зажигании без запуска двигателя, и работе двигателя на холостых оборотах, показания датчика давления должны находиться в пределах 90-120кПа, а амплитуда сигнала исправного датчика должна быть в пределах 1,5-2,5В. При увеличении числа оборотов двигателя, значения показаний датчика давления возрастают, как и возрастает амплитуда сигнального напряжения. Все эти показатели можно сравнить с теми, что отражены на первых двух картинках в начале темы.
Все, теории хватит, пора переходить и к делу. Но это уже во второй части.
Двигатели с турбиной отличаются более высокой эффективностью при меньших затратах топлива. Чтобы отрегулировать работу турбины, необходим специальный клапан управления. С его помощью регулируется давление жидкости и воздуха. Двигатель может работать и без этого устройства, но, не имея никакого ограничителя, он быстро выйдет из строя, так как ничем не контролируемая нагрузка на него будет увеличиваться. Это обусловлено тем, что мощность турбированного двигателя зависит от количества поступающего в цилиндры воздуха. Его поток обеспечивается за счет турбонаддува.
Проблема в том, что постоянно увеличивающийся поток воздуха превышает максимально допустимое давление в цилиндрах, что негативно сказывается на двигателе. Для контроля подачи воздуха таким образом требуется клапан управления турбиной. В его задачи входит ограничение воздушного потока, чтобы избежать чрезмерных термических и механических нагрузок на силовой агрегат. Благодаря этому устройству не сокращается срок службы составляющих двигателя. Поэтому клапан управления всегда должен быть в исправном состоянии. Ниже рассмотрим принцип его работы, возможные поломки и способы проверки на работоспособность.
Принцип работы клапана управления турбиной
Для начала следует разобраться с принципом работы самой турбины. Она вращается за счет движения отработанных газов выхлопной системы. Они создают давление и вращают крыльчатку турбины, которая, в свою очередь, подает воздух в цилиндры. Скорость вращения крыльчатки напрямую зависит от скорости движения выхлопных газов. Следовательно, чем больше в камеры сгорания подается горючей смеси, тем интенсивнее проходят выхлопные газы, все быстрее раскручивая турбину. В результате в цилиндрах создается избыточное давление, способное навредить поршневой группе. Чтобы этого избежать, необходимо уменьшить давление выхлопных газов на крыльчатку турбины.
Для этого используется клапан управления турбины, работающий на пневматическом принципе. Он представляет собой заслонку, которая выпускает с турбины избыточные выхлопные газы, снижая таким образом вращение крыльчатки. Заслонка имеет привод, на который воздействует воздушное давление, нагнетаемое компрессором, который вращает турбина. На клапан воздух подается через шланг, подключенный к выходному отверстию компрессора. Таким образом, как только от сильного вращения создается избыточное давление, привод заслонки клапана открывает ее, выхлопные газы выходят, крыльчатка замедляется и давление, создаваемое компрессором, снижается. Как только оно снизится до установленных параметров, заслонка снова закрывается.
Как проверить клапан управления турбиной
Способы проверки зависят от типа клапана, который может быть электромагнитный или вакуумный. Особенность проверки их заключается в том, что их нет необходимости снимать с автомобиля. Рассмотрим способ проверки каждого устройства индивидуально.
Как проверить электромагнитный клапан управления турбиной
Чтобы проверить данное устройство, его не требуется снимать с машины. Достаточно разогнать двигатель на холостых оборотах до 3000 и понаблюдать за лапкой заслонки. Она должна перемещаться, открывая и закрывая заслонку, регулируя таким образом давление в турбине. Если же она не функционирует, значит электромагнитный клапан управления турбиной вышел из строя. Кроме того, неработоспособность клапана отразится на панели управления в виде ошибки датчика абсолютного давления, сообщающего о превышении нагрузки двигателя.
Как проверить клапан вакуумного типа
Первое, что необходимо сделать, это проверить целостность проводки. С помощью вольтметра измеряется напряжение на клеммах клапана. Если прибор показывает 12 вольт, значит питание к устройству подается. Вторым шагом будет замер сопротивления, для чего используется мультиметр, переключенный в режим омметра. При нормально работающем устройстве данный показатель будет примерно 15 Ом. Далее необходимо выполнить диагностику на слух. При хорошо прогретом двигателе вакуумный клапан управления турбиной должен работать беззвучно. Если же слышится писк, значит его обмотка замкнута и он требует замены.
Признаки неисправности и способ их устранения
Одним из признаков поломки считается некорректная работа двигателя при оборотах свыше 3000. Это верный признак того, что необходимо выполнить диагностику клапана. Еще один признак, – когда гудит клапан управления турбиной. Это может быть постоянно или при быстром ускорении автомобиля. Гул может означать, что снижена пропускная способность устройства и оно медленнее сбрасывает давление в турбине. Это обусловлено тем, что в отработанных газах, проходящих через заслонку, присутствуют остатки топлива и машинного масла. С учетом высокой температуры все это оседает на заслонке в виде копоти и нагара, снижая пропускную способность.
Решить данную проблему можно путем обычной чистки. Для этого придется демонтировать устройство, чтобы получить доступ к заслонке. Чистка клапана управления турбиной позволяет вернуть ему корректную работоспособность, и если других технических проблем с ним нет, гул исчезнет, а при 3000 оборотах двигатель будет работать стабильно. Существуют и другие признаки некорректной работы клапана управления турбиной:
Для полноценного функционирования турбины в двигателе автомобиля, нужен специальный клапан, который поддерживает надлежащий уровень давления в воздушной и жидкой среде. Без этого устройства двигатель машины может выйти из строя. Поэтому важно понимать особенности работы данного механизма. В этой публикации мы расскажем, что такое клапан управления турбиной и как он работает.
Содержание
Что такое клапан управления турбиной
Мощность, создаваемая двигателем с турбонаддувом напрямую связана с количеством воздуха, который заполняет цилиндры. Другие переменные, такие как температура, влажность, время зажигания и т.д., влияют на количество наддува.
Помимо этого, повышение давления наддува является очень простым и эффективным способом увеличения объема воздушного потока в двигатель, тем самым, увеличивая выходную мощность.
Клапан управления турбиной
Хотя увеличение наддува является простым способом получения мощности, это следует делать разумно и с пониманием механических ограничений двигателя. Поэтому важно использовать датчик наддува (клапан управления турбиной, буст-контроллер). Если не применять данный механизм, неконтролируемое повышение уровня наддува приведет к увеличению механического и термического напряжения на всех компонентах двигателя. В большинстве случаев увеличение наддува на 10-20% вполне безопасно.
Как работает клапан управления турбиной
Все двигатели с турбонаддувом имеют ту или иную форму заводского контроля наддува, и все они работают на пневматической системе. Чтобы понять, как работает буст-контроллер, для начала нужно взглянуть на эту систему. Давление наддува определяется перепускным клапаном, который на большинстве заводских турбин встроен в корпус турбины.
Назначение перепускной заслонки состоит в том, чтобы выпускать контролируемое количество выхлопных газов, чтобы поддерживать скорость вращения вала турбины, а, следовательно, и наддув, под контролем. Если бы не клапан, давление наддува продолжало бы быстро подниматься до катастрофических уровней. Клапан управления турбиной установленный на турборежиме (за исключением внешних систем заслонки), является частью пневматической системы, которая управляет заслонкой.
Давление нагнетания подается к приводу через небольшой шланг из выпускного отверстия компрессора, образуя тем самым контур управления. По мере повышения давления наддува, это давление начинает открывать задвижку через привод, чтобы замедлить наращивание наддува, пока не будет достигнут установленный уровень.
Виды клапанов
Электромагнитный клапан управления турбиной представляет собой электромеханическое устройство, которое открывает или закрывает проходные сечения. Используется для регулировки потока воздуха. Электромагнитный буст-контроллер характеризуется рабочим давлением, рабочей средой, температурой работы, температурой окружающей среды, ресурсом и опцией клапанов.
Байпасный (внешний) клапан зачастую встраивается в мощных автомобилях (от 400 л.с.), для установки понадобится перекрестная труба или же изменение части коллектора.
Внутренний клапан используется во многих автомобилях с дизельным турбодвигателем. Чтобы достичь нужного давления, заслонка данного механизма приоткрывает поступление отработанных газов, а для набора таких газов закрывается.
Привод заслонки турбины (вакуумный регулятор, актуатор, вестгейт) — это устройство контроля наддува, которое работает, ограничивая выхлопные газы, проходящие через турбонагнетатель. Контролирует максимальное давление наддува, создаваемое самой турбиной. Привод состоит из впускного и выпускного отверстий, клапана и привода давления. Как и любой механизм, вестгейт может изнашиваться и давать поломку.
Когда не работает актуатор турбины, необходимо вычислить причины поломки, чтобы избежать возможных негативных последствий.
Содержание
Зачем нужен актуатор турбины
В исходном положении перепускная заслонка закрывается, и по мере увеличения давления наддува на привод, прикладывается усилие. Когда давление наддува превышает значение пружины, привод будет постепенно открывать задвижку, минуя часть отработавших газов, поддерживая тем самым давление наддува на заданном уровне. Проще говоря, актуатор турбины предотвращает бесконечное повышение давления наддува.
Причины и последствия поломки актуатора турбины
Вестгейт со временем может выдавать поломки. В некоторых случаях придется ремонтировать или менять данный элемент турбины. Причины и последствия неисправностей:
Иногда эта проблема может быть вызвана утечкой вакуума, но с автомобилем с турбонаддувом это трудно диагностировать без надлежащего опыта, инструментов и процедур, которыми будет обладать сертифицированный мастер.
- Турбина авто не дает наддува во время ускорения. Когда вы прикладываете дроссельное давление к двигателю, а турбокомпрессор не включается, или датчик турбонагнетателя не регистрирует уровень наддува, это происходит из-за того, что перепускной клапан работает неправильно или есть закупорка в шланге перепускного клапана.
Если вы заметили эту проблему, рекомендуется немедленно обратиться к опытному механику с опытом работы в системах с турбонаддувом, чтобы устранить проблему до того, как произойдет дополнительное повреждение турбонагнетателя.
- Колеблющееся давление наддува. Когда перепускной клапан не сбрасывает давление на постоянной основе, это провоцирует быстрое колебание давления наддува внутри турбонагнетателя. Во время обычного ускорения турбо-ускорение постоянно увеличивается по мере того, как машина ускоряется и медленно снижается, когда водитель перестает нажимать на акселератор. Если турбонаддув быстро падает или быстро поднимается без применения дроссельной заслонки, это может быть вызвано закупоркой в стоке задней части актуатора или поломкой шланга вестгейта;
- Резкое снижение экономии топлива. Когда актуатор сломан, протекает или заблокирован, это приводит к тому, что большее количество сырого топлива будет вытеснено из системы выпуска без сжигания. Это станет следствием быстрой потери топлива.
Элементы актуатора турбины
Дополнительные причины неисправностей вакуумного регулятора:
- Неисправность электромотора;
- Дефекты деталей актуатора;
- Неправильная работа контактной группы электродвигателя;
- Поломка зубьев шестерней привода клапана.
Двигатели с турбонаддувом — это машины, которые необходимо обслуживать чаще, чем традиционные автомобили. Если вы заметили какие-либо из перечисленных выше предупреждающих знаков, обратитесь к механику как можно скорее, чтобы произвести ремонт актуатора турбины и избежать дополнительного повреждения турбины или двигателя.
Читайте также: