Принцип работы клапана управления турбиной вольво
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 20.09.2024
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:
Клапан управления турбонагнетателя поз.4
1 Внутренняя труба 2 Внешняя оболочка 3 Приводной механизм регулятора давления наддува 4 Клапан управления турбонагнетателя 5 Впуск воды 6 Впуск масла 7 Мех 8 Перепускной клапан 9 Канал регулятора давления наддува 10 Встроенный корпус турбины
Клапан управления турбонагнетателя используется для открывания и закрывания соединения между трубой нагнетаемого воздуха и приводом давления турбонагнетателя, т.е. управляет приводом давления, который влияет на клапан управления давлением наддува и, таким образом, на давление наддува.
Клапан является электромагнитным клапаном и питается от модуля управления двигателя (ЕСМ). Когда клапан необходимо открыть, он заземляется внутри модуля управления двигателя (ЕСМ). Заземление клапана сигналом с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) позволяет регулировать клапан бесступенчато.
В дежурном режиме (разрыв цепи) клапан закрыт.
Клапан управления турбонагнетателя находится на кронштейне около турбонагнетателя.
Давление наддува во впускном коллекторе управляется клапаном управления давлением наддува. На его привод давления (1) воздействует давление от турбоагрегата (2).Модуль управления двигателя получает информацию о фактическом угле заслонки через датчик положения заслонки в блоке дроссельной заслонки (3), нагрузке двигателя, детонации и т.д. Это воздействует на допустимое давление наддува. Давление наддува измеряется при помощи датчика давления наддува. Модуль управления регулирует давление управления при помощи клапана управления турбонагнетателем (4), который управляет давлением на привод давления, чтобы управление адаптировалось к требуемому давлению
Когда давление наддува повышается до максимально допустимого значения, то привод давления открывает клапан управления давлением наддува, чтобы часть отработанных газов проходила мимо турбинного колеса турбоагрегата через канал управления давлением наддува, что ограничивает давление наддува.
Управление турбонагнетателем постоянно регулируется модулем управления двигателя (ECM).
Когда допускается более высокое давление наддува, модуль управления открывает клапан управления турбонагнетателем еще больше, и часть давления наддува, действующая на привод давления, выпускается обратно в заборник турбоагрегата. Это понижает управляющее давление, клапан управления давлением наддува открывается позднее, а давление наддува увеличивается.
Поскольку модуль управления вычисляет давление наддува, используя сигнал от датчика давления наддува и датчика входной температуры, происходит автоматическая компенсация управления давлением наддува при езде в условиях высокогорья и при различных температурах. В результате этого влияние плотности воздуха или температуры на мощность двигателя будет незначительным.
Модуль управления двигателя (ECM) может выполнять диагностику функции управления турбонагнетателем.
И так…геморрой продолжается.
После прошлой разборки клапана ситуация вопреки надеждам не улучшилась.
Ошибка ECM-6805 вывалилась при первых же километрах тестового пробега.
Нет, можно конечно заказать уже клапан…понимая что если и не он на 100% виновник торжества, то уж точно замешан в этом деле…но почему-то присутствует желание экспериментов )
И так…весь вакуум чистый…на утечки все проверено…правда никак не выкрою время сделать тесты вакуумметром.
Снял подачу на турбинку…все промыл…
Как и у большинства, разъем в непонятной штуке (VOLVO 9445831-как только эту вещь не называют…электромагнитный клапан…датчик давления воздуха…На самом деле, что это за хрень я не знаю…там просто дырка на отвод вентиляции картера…на прозвонку штука дает 12 Ом) весь в масле.
Все вымыто.
За одно прощупал турбину.
Порадовала отсутствием люфтов.
Ну и чудненько.
Что касается клапана…
Тюнингнул я его…фотки посеял куда-то.
Взял пружинку от авторучки…
Опытным путем подобрал длину куска пружинки.
В штоке электромагнита не даром сделано сверление d4 глубиной около 8мм…Вот не зря )
Как раз под мою пружинку.
Вообще, если в качестве ликбеза…
Внутренняя часть (со стороны катушки) мембраны сообщена через систему фильтров с атмосферой.
"Внешняя" часть мембраны образует камеру…с "предбанником".
Когда срабатывает электромагнит…шток втягивается, уводя за собой мембрану…открывается "предбанник", соединяя вакуумную магистраль с актуатором турбины…в этот момент тяга актуатора меняет геометрию в "горячей" камере.
Снял видео, где наглядно (хоть и не в фокусе) видно, что при срабатывании электромагнита, мембрана крайне не охотно возвращается "домой".
Что после "тюнинга"…
Пружинка играет роль выталкивателя.
Так как на втягивающем стартера и большинстве подобных вещей.
На видео видна огромная разница в работе.
Не могу сказать что именно так должно быть, но по крайней мере это кажется логичным.
Подключил DiCE…режим активации модуля ECM.
На работающем двигателе проверяем работу клапана турбины и как следствие актуатора геометрии.
Не нашел видео как было…а жаль.
Но снял как стало.
Очень быстрые и четкие реакции на команды.
Но это все теория…что на практике.
А на практике не все так однозначно…
Отклик на педаль газа у машины стал другой…напоминает бензиновый.
Превысив 2200 оборотов, ускорение вдавливает в кресло…но…реакция на педаль акселератора в коридоре 1500-2000 мне не нравится…описать это можно как турбояма…хотя за 6 лет на машине, меня всегда радовало то, что я, любитель атмосферных авто, пересевший на турбодизель, не чувствую наличия турбины.
Турбина вела себя действительно очень благородно.
Поиски продолжу.
Машина едет…расход в норме…дискомфорта нет…но мысль в голове, что тут что-то не то, не оставляет меня )
Дальше в планах: А. демонтаж и проверка актуатора. В. Замер вакуума во всех точках системы. С. Демонтаж турбины, с чисткой элементов геометрии (это последнее в списке, так как считаю это бесполезным…тяга привода крыльчатки ходит плавно, никаких признаков клина-закоксовки).
Судя по всему, продолжение следует…
Parts
На большинстве современных турбомоторов Вольво присутствует регулировочный клапан, управляющий потоком выхлопных газов. Делается это для того, чтобы регулировать давление турбины и управлять мощностью. С некоторых пор за управление клапаном отвечает механическое устройство с электронным управлением, именуемое актуатором тяги управления изменяемой геометрии турбины.
Актуатор находится в металлическом блоке и представляет из себя червячную передачу, приводимую в движение электромотором с блоком управления. В случае выхода из строя этого устройства приходится менять всю турбину в сборе.
Именно такой Вольво хс 90 2010 года поступил к нам с подобным диагнозом. Мы сняли блок управления, чтобы разобрать актуатор, провести диагностику и выявить причину выхода из строя.
Как и предполагалось, вышла из строя червячная передача. Так как зубчатый сектор управления выполнен из пластика, то со временем он изнашивается и выходит из зацепления.
Но как подсказывает мой опыт, основная причина выхода из строя блока управления не в большом пробеге автомобиля и жёстких условиях эксплуатации турбины. Как правило, износ механизма наступает вследствие ошибочного сигнала управления заслонкой клапана.
Электромоторчик получает цикличный реверсивный сигнал управления и начинает гонять заслонку в разные стороны. В течение короткого времени система зацикливается и работает на износ. И тут либо моторчик выходит из строя, либо механическая передача. В нашем случае износились зубья червячного сектора.
Однако, в наше время всё поправимо. И если производитель не поставляет подобную запчасть отдельно от турбины, то есть специально обученные мастера, готовые восстановить работу механизма за разумное вознаграждение. Именно таким специалистам мы отдали блок управления для ремонта и получили взамен исправный.
Теперь о том, почему происходит ошибка в управлении актуатором. Большинство специалистов сходятся во мнении, что это происходит по причине загрязнений в системе впуска. Как правило, в автомобилях с подобной проблемой обязательно присутствует масло в интеркулере и впускных патрубках. Обязательно сильно загрязнены клапан ЕГР и датчик потока воздуха. Всё это и приводит к вышеописанной ситуации.
Самый простой и верный способ избежать подобных проблем — регулярно обслуживать двигатель и мыть систему впуска вместе с клапаном ЕГР. Такая профилактика существенно продлит срок службы не только актуатора, но и всего двигателя вместе с турбиной.
Интересно, а встречались ли вы с подобной проблемой на своём моторе, и что по вашему мнению могло послужить причиной некорректной работы?
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.
Читайте также: