Принцип функционирования штатного турбонаддува на Subaru
Материал из SubaruWiki
Figaro (Обсуждение | вклад) |
Figaro (Обсуждение | вклад) |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| + | {{#ev:youtube|VQh4Ti1daLw|300|right|Как работает турбина}} | ||
Эта статья посвящена описанию базовых принципов турбонаддува у автомобилей марки [[Subaru]]. Хотите знать '''как работает турбина''' или как '''устроен турбокомпрессор''', читайте дальше. | Эта статья посвящена описанию базовых принципов турбонаддува у автомобилей марки [[Subaru]]. Хотите знать '''как работает турбина''' или как '''устроен турбокомпрессор''', читайте дальше. | ||
| Строка 26: | Строка 27: | ||
'''ECU (Engine Control Unit)''' - также известный как ECM, PCM, EEC, EMS. Содержит процессор, управляющую программу и логику(карты наддува и управления наддувом), позволяет контролировать относительное давлений (буст) через параметр Wastegate Duty Cycle (WGDC). | '''ECU (Engine Control Unit)''' - также известный как ECM, PCM, EEC, EMS. Содержит процессор, управляющую программу и логику(карты наддува и управления наддувом), позволяет контролировать относительное давлений (буст) через параметр Wastegate Duty Cycle (WGDC). | ||
| + | |||
| + | [[Файл:SubaruBoostSystem 1.jpg|Схема турбонаддува Субару (сингл турбо)]] | ||
| + | |||
| + | == Вакуумные линии == | ||
| + | |||
| + | Вакуумные линии можно разделить на 4 основные части и выделить 6 ключевых точек крепления шлангов (см. схему ниже). Три из 4х трубок находятся под давлением и одна, которая идет к впускному патрубку под "вакуумом" (отрицательным давлением), когда турбина засасывает воздух. | ||
| + | |||
| + | [[Файл:SubaruBoostSystem 2.jpg|Схема управляющих шлангов в системе сингл-турбонаддува Субару]] | ||
| + | |||
| + | * '''Line 1''' - соединяет компрессорную часть с одним концом тройника. Этот шланг содержит рестриктор. | ||
| + | |||
| + | * '''Line 2''' - соединяет вторую часть тройника с актуатором вестгейта. | ||
| + | |||
| + | * '''Line 3''' - соединяет среднюю часть тройника с клапаном соленоида управления наддувом. | ||
| + | |||
| + | * '''Line 4''' - соединяет другую сторону клапана соленоида управления наддувом и впускной патрубок. | ||
| + | |||
| + | == Фукнции == | ||
| + | |||
| + | '''Турбина (Turbo)''' - Функция турбины увеличивать объем воздуха, который можно запихать в цилиндры в единицу времени. т.е. по сути увеличить объемную эффективность мотора. | ||
| + | |||
| + | '''Актуатор и клапан вестгейта (Wastegate Actuator & Wastegate Valve)''' - Функция актуатора - управлять открытием/приоткрытием/закрытием клапана вестгейта. Клапан же вестгейта управляет количеством выхлопных газов, которые поступают на турбинное колесо (или идут в выхлопную трубу, минуя компрессорное колесо). Когда клапан вестгейта целиком закрыт все газы участвуют в раскручивании турбины, растет скорость вращения, соответственно быстрее крутится колесо компрессорной части и турбина создает большее давление. Если клапан открыт, часть выхлопных газов идут в [[даунпайп]], минуя компрессорное колесо, и скорость вращения турбины замедляется (или во всяком случае перестает раскручиваться). Результат открытия вестгейта, как правило, снижение относительного давления (буста), производимого турбиной. | ||
| + | |||
| + | Ниже приведен линейный график, который демонстрирует график изменения давления относительно перемещения тяги. | ||
| + | |||
| + | [[Файл:SubaruBoostSystem 3.jpg]] | ||
| + | |||
| + | 1 дюйм (inches) = 2.54 сантиметра. | ||
| + | 1 бар равен 14,5 psi | ||
| + | |||
| + | Чем больший буст вам нужен, тем меньший вестгейт вам потребуется. Хотя, если вы хотите напротив бороться с передувами или уменьшить буст относительно стока, то вам совсем не требуется делать портинг вестгейта. Для начала оставьте его в покое вместе с турбинным хаузингом и прочим и попробуйте настроить карту наддува и карту управления соленоидом (WGDC). Портинг вестгейта (или установку внешнего вестгейта) стоит затевать только, если вы на 100% уверены в том, что причина ваших бед - это механическая проблема и реально не хватает пропускной способности стокового вестгейта. | ||
| + | |||
| + | '''Соленоид управления наддувом (Wastegate Solenoid Valve)''' - функция данного устройства контролировать количество воздуха, который стравливается от вестгейта обратно во впуск (см. схему выше). | ||
| + | |||
| + | '''Рестриктор (Restrictor Pill)''' - этот компонент ограничивает количество воздуха, которое поступает из компрессорной части турбины. Рестриктор в данном контексте ограничивает поток воздуха к актуатору, поэтому управляющий соленоид и актуатор/клапан вестгейта не "перегружены", и вестгейт не открываются преждевременно. | ||
| + | |||
| + | Заводская система управления наддувом стравливает давление от актуатора вестгейта обратно во впускной патрубок. Когда WGDC установлен в 0%, весь воздух от компрессорной части турбины, проходящий через рестриктор, давит на мембрану актуатора вестгейта. Открытию вестгейта сопротивляется только пружина в актуаторе. Когда давление достигает определенного значения - клапан вестгейта открывается и давление падает. Уровень механического буста на стоковых турбинах/актуаторах около 7-11 psi (0.48-0.75 бар). | ||
| + | |||
| + | Когда WGDC установлен в 100% весь воздух от компрессорной части турбины идет через открытый клапан обратно во впуск, на мембрану ничего не давит и пружина актуатора держит вестгейт закрытым. | ||
| + | |||
| + | When this device is programmed to 100% wastegate duty cycle through the ECM calibration, all of the air pressure generated at the compressor housing will be allowed to by-pass to the wastegate actuator allowing the wastegate valve to close. The flow is limited by the size of the hole in the restrictor pill located in the first vacuum line attached to the turbo compressor housing. The wastegate valve will only close as much as it can (taking into consideration that the exhaust gas pressure between the exhaust port and the turbocharger is generally greater than the manifold pressure the turbo is generating) with the exhaust gas pressure pushing on the wastegate valve. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | NOTE: If you run a turbocharger beyond it’s compressor efficiency range, it will turn into a flame thrower. When you push a turbo beyond what it is capable of doing, then the turbo may generate more boost pressure while over-heating the air charge to a point where it becomes dangerous and brings the engine closer to the detonation threshold. | ||
| + | |||
Версия 14:18, 28 марта 2011
Эта статья посвящена описанию базовых принципов турбонаддува у автомобилей марки Subaru. Хотите знать как работает турбина или как устроен турбокомпрессор, читайте дальше.
Содержание |
Механическая часть
Турбина (Turbo) - воздушный компрессор, вращаемый выхлопными газами, который состоит из четырех базовых компонентов.
Компрессорная часть турбины состоит из комрессорного хаузинга (улитка, compressor housing) и компрессорного колеса (compressor wheel). Эта секция по сути представляет из себя вход (inlet) турбины, из которого забирается воздух, сжимается и на выходе создается положительное относительно давление, которое называют Буст (Boost). Когда работает турбина на ее входе всегда отрицательное относительное давление, воздух принудительно засасывается, сжимается и подается на выход компрессорной части.
Следующая части турбины - это центральная секция, которая содержит в себе подшипники (подшипник трения/втулка во втулочной турбине или шарико-подшипники в Шарикоподшипниковой турбине), вал, соединяющий компрессорное и турбинное колесо, и линии подачи масла/антифриза.
Третья часть турбины - это турбинная секция (turbine section), которая состоит из турбинного колеса и турбинного хаузинга (улитка, turbine housing). Эта секция также содержит внутренний клапан с внешним приводом, который носит название клапан вестгейта (wastegate valve).
Последняя четвертая часть - это как раз клапан вестгейта и актуатор вестгейта, который через тягу контролирует открытие/закрытие клапана вестгейта.
Естественно на рынке существует огромное количество модификаций турбин, которые имеют или не имеют водяного охлаждения, имеют или не имеют встроенный вестгейт. Кстати турбины, которые охлаждаются и маслом и водой обычно живут дольше.
Актуатор вестгейта (Wastegate Actuator) - механизм, имеющий в основе пружину/диафрагму, которые контролирует открытие/приоткрытие/закрытие клапана вестгейта. Вестгейт турбины в нормальном состоянии закрыт, причем закрытие инициируется пружиной внутри актуатора. Как только по линиям подается давление, тяга отходит и клапан вестгейта приоткрывается, сбрасывая выхлопные газы в обход турбинного колеса.
Соленоид управления наддувом (Wastegate Solenoid Valve) - электромагнитный соленоид, который управляет потоком воздуха по вакуумным линиям, соединяющим впускной патрубок, актуатор, соленоид управления наддувом и компрессорную часть турбины. По умолчанию клапан закрыт, когда отсутствует вольтаж. Когда подается +12V через управляющий модуль (ECU или внешний бустконтролер, если он установлен), клапан полностью открывается позволяя воздуху проходить через устройство обратно во впуск.
Значение 0% Wastegate Duty Cycle (WGDC) в карте ECU позволяет соленоид держать полностью закрытым, что позволяет держать турбине уровень наддува, определенный только лишь жесткостью турбины в актуаторе (механический буст, mechanical boost pressure). Значение 100% WGDC держит соленоид полностью открытым, что позволяет турбине надувать столько, сколько она способна (maximum boost pressure).
Вакуумные линии (Vacuum Lines) - прорезиненные или силиконовые трубки, соединяющие различные компоненты, системы турбонаддува. Существуют различные способы подключения вакуумных линий.
Рестриктор (Restrictor Pill) - небольшая латунная таблетка, имеющая маленькое отверстие в центре. Установлена внутри одного из вакуумных шлангов.
ECU (Engine Control Unit) - также известный как ECM, PCM, EEC, EMS. Содержит процессор, управляющую программу и логику(карты наддува и управления наддувом), позволяет контролировать относительное давлений (буст) через параметр Wastegate Duty Cycle (WGDC).
Вакуумные линии
Вакуумные линии можно разделить на 4 основные части и выделить 6 ключевых точек крепления шлангов (см. схему ниже). Три из 4х трубок находятся под давлением и одна, которая идет к впускному патрубку под "вакуумом" (отрицательным давлением), когда турбина засасывает воздух.
- Line 1 - соединяет компрессорную часть с одним концом тройника. Этот шланг содержит рестриктор.
- Line 2 - соединяет вторую часть тройника с актуатором вестгейта.
- Line 3 - соединяет среднюю часть тройника с клапаном соленоида управления наддувом.
- Line 4 - соединяет другую сторону клапана соленоида управления наддувом и впускной патрубок.
Фукнции
Турбина (Turbo) - Функция турбины увеличивать объем воздуха, который можно запихать в цилиндры в единицу времени. т.е. по сути увеличить объемную эффективность мотора.
Актуатор и клапан вестгейта (Wastegate Actuator & Wastegate Valve) - Функция актуатора - управлять открытием/приоткрытием/закрытием клапана вестгейта. Клапан же вестгейта управляет количеством выхлопных газов, которые поступают на турбинное колесо (или идут в выхлопную трубу, минуя компрессорное колесо). Когда клапан вестгейта целиком закрыт все газы участвуют в раскручивании турбины, растет скорость вращения, соответственно быстрее крутится колесо компрессорной части и турбина создает большее давление. Если клапан открыт, часть выхлопных газов идут в даунпайп, минуя компрессорное колесо, и скорость вращения турбины замедляется (или во всяком случае перестает раскручиваться). Результат открытия вестгейта, как правило, снижение относительного давления (буста), производимого турбиной.
Ниже приведен линейный график, который демонстрирует график изменения давления относительно перемещения тяги.
1 дюйм (inches) = 2.54 сантиметра. 1 бар равен 14,5 psi
Чем больший буст вам нужен, тем меньший вестгейт вам потребуется. Хотя, если вы хотите напротив бороться с передувами или уменьшить буст относительно стока, то вам совсем не требуется делать портинг вестгейта. Для начала оставьте его в покое вместе с турбинным хаузингом и прочим и попробуйте настроить карту наддува и карту управления соленоидом (WGDC). Портинг вестгейта (или установку внешнего вестгейта) стоит затевать только, если вы на 100% уверены в том, что причина ваших бед - это механическая проблема и реально не хватает пропускной способности стокового вестгейта.
Соленоид управления наддувом (Wastegate Solenoid Valve) - функция данного устройства контролировать количество воздуха, который стравливается от вестгейта обратно во впуск (см. схему выше).
Рестриктор (Restrictor Pill) - этот компонент ограничивает количество воздуха, которое поступает из компрессорной части турбины. Рестриктор в данном контексте ограничивает поток воздуха к актуатору, поэтому управляющий соленоид и актуатор/клапан вестгейта не "перегружены", и вестгейт не открываются преждевременно.
Заводская система управления наддувом стравливает давление от актуатора вестгейта обратно во впускной патрубок. Когда WGDC установлен в 0%, весь воздух от компрессорной части турбины, проходящий через рестриктор, давит на мембрану актуатора вестгейта. Открытию вестгейта сопротивляется только пружина в актуаторе. Когда давление достигает определенного значения - клапан вестгейта открывается и давление падает. Уровень механического буста на стоковых турбинах/актуаторах около 7-11 psi (0.48-0.75 бар).
Когда WGDC установлен в 100% весь воздух от компрессорной части турбины идет через открытый клапан обратно во впуск, на мембрану ничего не давит и пружина актуатора держит вестгейт закрытым.
When this device is programmed to 100% wastegate duty cycle through the ECM calibration, all of the air pressure generated at the compressor housing will be allowed to by-pass to the wastegate actuator allowing the wastegate valve to close. The flow is limited by the size of the hole in the restrictor pill located in the first vacuum line attached to the turbo compressor housing. The wastegate valve will only close as much as it can (taking into consideration that the exhaust gas pressure between the exhaust port and the turbocharger is generally greater than the manifold pressure the turbo is generating) with the exhaust gas pressure pushing on the wastegate valve.
NOTE: If you run a turbocharger beyond it’s compressor efficiency range, it will turn into a flame thrower. When you push a turbo beyond what it is capable of doing, then the turbo may generate more boost pressure while over-heating the air charge to a point where it becomes dangerous and brings the engine closer to the detonation threshold.
См. также
Источник
- На английском языке: http://www.cobbtuning.com/info/?ID=3482
