Функция: система питания воздухом BOSCH EDC16 CP39 (DW12BTED4 FAP 2178 4 цил. диз. турбо интеркул. DR) Citroen C6 I

Контур системы питания воздухом

(1) расходомер воздуха (SIEMENS)

(2) воздушный фильтр (PSA 4244)

(3) дозатор воздуха (PIERBURG)

(4) теплообменник воздух/воздух (BEHR D1386)

(5) двойной турбокомпрессор (GARRET GT 1446Z / GT1238Z)

Структурная схема

Дроссельная заслонка

Блок дроссельной заслонки, в зависимости от своего положения, позволяет улучшить рециркуляцию отработавших газов

Управление дозатором блока дроссельной заслонки осуществляется в соответствии с внутренней логикой компьютера управления двигателем

Блок дроссельной заслонки используется в следующих режимах работы двигателя

• Регенерация сажевого фильтра
• Изменение степени рециркуляции отработавших газов (EGR)
• Во время цикла снижения токсичности
• Во время остановки автомобиля

Регенерация сажевого фильтра

Во время регенерации сажевого фильтра может возникнуть потребность в очень низком, даже ниже атмосферного, давлении впуска

Разгруженный турбокомпрессор не может обеспечить требуемый уровень давления впуска

На впуске воздуха в двигатель имеется заслонка, предназначенная для обеспечения необходимого уровня давления впуска

Заслонка расположена после охладителя наддувочного воздуха (теплообменник воздух/воздух)

В этом случае давление впуска регулируется блоком дроссельной заслонки, а не турбокомпрессором, как это обычно бывает (клапан регулировки давления "Waste Gate")

Во время работы клапанов в системе возможен переход из режима работы с одним турбокомпрессором в режим работы с двойным турбокомпрессором

Во время этого перехода регулирование прекращается, и блок дроссельной заслонки возвращается в свое обычное, полностью открытое состояние

Регулировка положения блока дроссельной заслонки прекращается; управление дозатором блока дроссельной заслонки фиксируется

Регулировка EGR

В некоторых случаях клапан EGR оказывается полностью открыт и не может рециркулировать отработавшие газы в необходимой пропорции

Необходимое соотношение отработавших газов и воздуха восстанавливается за счет ограничения впуска воздуха

Необходимое положение блока дроссельной заслонки в этом случае определяется в соответствии со стратегией работы системы EGR

Цикл снижения токсичности

В начале цикла снижения токсичности, при холодном двигателе, впуск воздуха в двигатель ограничивается, чтобы обеспечить более быстрый прогрев каталитического нейтрализатора и снизить таким образом выделение CO

Останов двигателя

Дозатор блока дроссельной заслонки позволяет осуществить глушение пламени обедненными газами во время останова двигателя

Теплообменник воздух/воздух

Назначение

Теплообменник воздух/воздух охлаждает воздух, поступающий в цилиндры, для увеличения его плотности

Увеличение плотности воздуха, поступающего в цилиндры, позволяет повысить производительность двигателя

Размещение

На передней панели автомобиля

Вакуумный насос

Назначение

Вакуумный насос производит необходимое разряжение для управления следующими элементами

• Усилитель тормозной системы
• Управление электроклапанами

Описание

Вакуумный лопастный насос приводится в действие распределительным валом двигателя

(24) вакуумный бачок

(25) вакуумный насос

Последовательно подключенный двойной турбокомпрессор с неизменяемой геометрией

Назначение

В последовательной системе турбонаддува одновременно используется 2 турбокомпрессора с неизменяемой геометрией

Двойной турбокомпрессор позволяет повысить эффективность наддува двигателя

• Турбокомпрессор 1 работает при низких частотах вращения
• Турбокомпрессоры 1 и 2 работают при высоких частотах вращения

Описание

T1: турбокомпрессор 1

T2: турбокомпрессор 2

(8) клапан (заслонка) отключения турбины турбокомпрессора 2 (VT2)

(10) клапан регулировки давления "Waste Gate" (VT1)

(18) клапан рециркуляции воздуха турбокомпрессора 2 (Vrec)

(21) клапан отключения компрессора турбокомпрессора 2 (VC2)

Принцип работы системы турбонаддува двигателя DW12BTED4 состоит в использовании 2 турбокомпрессоров с неизменяемой геометрией, которые могут работать как по отдельности (режим работы с одним турбокомпрессором), так и совместно (режим работы с двойным турбокомпрессором)

Система турбонаддува управляет 4 воздушными клапанами, а также - 4 электроклапанами

Состав системы управления

(8) клапан (заслонка) отключения турбины турбокомпрессора 2 (VT2)

(10) клапан регулировки давления "Waste Gate" (VT1)

(18) клапан рециркуляции воздуха турбокомпрессора 2 (Vrec)

(21) клапан отключения компрессора турбокомпрессора 2 (VC2)

(24) вакуумный насос

(25) вакуумный бачок

(26) электроклапан VT2: система управления клапаном (VT2)

(27) электроклапан VT1: система управления клапаном "Waste Gate" (VT1)

(28) электроклапан VC2: система управления клапаном (VC2)

(29) электроклапан Vrec: система управления клапаном рециркуляции воздуха (Vrec)

Работа системы турбонаддува

Система турбонаддува управляет 4 клапанами (пневматическими исполнительными элементами)

2 клапанами «все или ничего» (TOR), расположенными в контуре впуска воздуха турбокомпрессора 2

• "Vrec": клапан рециркуляции воздуха компрессора турбокомпрессора 2, который позволяет компрессору 1 при включении турбокомпрессора 2 сохранять достаточный запас по помпажу
• "VC2": клапан отключения компрессора турбокомпрессора 2

2 «пропорциональными» клапанами, расположенными в контуре выпуска воздуха

• "VT1": клапан "Waste Gate", который позволяет регулировать поток отработавших газов параллельно турбине турбокомпрессора 1
• "VT2": клапан отключения турбины турбокомпрессора 2, который позволяет постепенно начинать вращение турбокомпрессора 2

Клапаны приводятся в действие за счет разрежения (вакуума)

Это разрежение создается при помощи электроклапанов (пневматических управляющих элементов), управление которыми осуществляет компьютер управления двигателем, и которые подают вакуум из вакуумной камеры

Работа системы в режиме с двойным турбокомпрессором состоит из нескольких фаз

• Режим с одним турбокомпрессором и регулированием "Waste Gate" (зона, ограниченная зоной EGR)
• Режим с одним турбокомпрессором и регулированием VT2 (фаза перехода, позволяющая начать раскручивание турбокомпрессора 2 с целью ограничения термических нагрузок и согласования работы на переходном режиме)
• Режим с двойным турбокомпрессором и регулированием "Waste Gate"

Приблизительно ограничивается рабочими областями

C: зона работы с одним турбокомпрессором без регулирования

D: зона работы с одним турбокомпрессором и регулированием "Waste Gate"

E: переходный режим или работа с одним турбокомпрессором и регулированием VT2

F: зона работы с двойным турбокомпрессором

G: момент (Нм)

H: частота вращения двигателя (об/мин)

Зона, ограниченная вертикальной линией, представляет собой область компромиссных решений. Она предполагает работу в режиме 1T, тогда как из соображений оптимизации топливной экономичности следовало бы работать в режиме 2T. поэтому режим работы, выбранный в этой зоне, зависит от работы двигателя (стабильная, ускорение...) и от управляющего воздействия, устанавливаемого водителем

При сильном ускорении переход откладывается до тех пор, пока установленные пределы не сравняются с рабочими пределами компрессоров

В зависимости от разгрузки турбокомпрессора различают два типа переходных режимов

В момент перехода клапан VT2 регулирует давление наддува, не будучи полностью закрытым. такой переход известен как «нормальный». время перехода составляет от 500 мс до 1 с

Если турбокомпрессор 2 в момент перехода не вращается, такой переход называется «принудительным»

Хронограмма работы клапанов

Обозначения

O: клапан открыт

F: клапан закрыт

1T: режим с одним турбокомпрессором

1T-2T: переход из режима с одним турбокомпрессором в режим с двойным турбокомпрессором

2T: режим с двойным турбокомпрессором

2T-1T: переход из режима с двойным турбокомпрессором в режим с одним турбокомпрессором

Структурная схема: режим 1 - турбокомпрессор

Циркуляция воздуха (как показано стрелками)

• J: отработавшие газы
• K: отработавшие газы + воздух
• L: воздух

Клапан VC2 отключения турбокомпрессора закрыт, а клапан рециркуляции воздуха "Vrec" открыт, обеспечивая изоляцию компрессорного колеса турбокомпрессора 2

Клапан VT2 отключения турбокомпрессора закрыт, обеспечивая изоляцию турбины турбокомпрессора 2

КлапанVT1 "Waste Gate" регулирует поток отработавших газов

Структурная схема: режим перехода 1T-2T или режим 1T и регулирование VT2

Циркуляция воздуха (как показано стрелками)

• J: отработавшие газы
• K: отработавшие газы + воздух
• L: воздух

Клапан VC2 отключения турбокомпрессора закрыт, а клапан рециркуляции воздуха "Vrec" открыт, обеспечивая начало вращения и изоляцию турбокомпрессора 2

Клапан VT2 постепенно открывается, что позволяет открыть контур отработавших газов турбины турбокомпрессора 2

Клапан VT1 "Waste Gate" постепенно закрывается, что позволяет вновь регулировать поток отработавших газов

Структурная схема: режим с двойным турбокомпрессором

Циркуляция воздуха (как показано стрелками)

• J: отработавшие газы
• K: отработавшие газы + воздух
• L: воздух

Клапан отключения VC2 турбокомпрессора открыт, клапан рециркуляции воздуха "Vrec" открыт, обеспечивая нормальную работу турбокомпрессора 2

Клапан VT2 открыт, обеспечивая подачу воздуха на турбину турбокомпрессора 2

КлапанVT1 "Waste Gate" регулирует поток отработавших газов

Фазы работы

Переходы

Кривые переходов

Обозначения

M: частота вращения двигателя (об/мин)

N: давление наддува

Синяя сплошная линия: переход из режима с одним турбокомпрессором в режим с двойным турбокомпрессором на промежутке от 0 до 1000 м

Красная сплошная линия: переход из режима с одним турбокомпрессором в режим с двойным турбокомпрессором при 1500 м

Синяя пунктирная линия: переход из режима с двойным турбокомпрессором в режим с одним турбокомпрессором на промежутке от 0 до 1000 м

Красная пунктирная линия: переход из режима с двойным турбокомпрессором в режим с одним турбокомпрессором при 1500 м

В зависимости от частоты вращения двигателя и необходимого давления наддува, компьютер управления двигателем подает команду на переход из режима с одним турбокомпрессором в режим с двойным турбокомпрессором или наоборот

В зависимости от высоты над уровнем моря кривые перехода будут различны (атмосферное давление)

Команда на выход из режима с двойным турбокомпрессором подается также при обнаружении неисправности согласно показаниям датчика давления, установленного после компрессора турбокомпрессора 2 (пример: клапан VC2 открыт)

Переход может быть задержан, если имеет место сильное ускорение. быстрое увеличение крутящего момента требует, чтобы переход осуществлялся в наиболее поздние сроки. переход осуществляется сразу после того, как компрессор окажется в зоне принудительного перехода

В зависимости от режима работы двигателя может потребоваться переход из режима с одним турбокомпрессором в режим с двойным турбокомпрессором

В случае сильного ускорения, для улучшения работы двигателя в режиме с низкой нагрузкой и низкой производительностью, может потребоваться переход из режима с двойным турбокомпрессором в режим с одним турбокомпрессором

Управление

В зависимости от частоты вращения двигателя и необходимого давления наддува, компьютер управления двигателем подает команду заменить регулирование клапаном "Waste Gate" регулированием клапаном VT2 или регулирование клапаном VT2 регулированием клапаном "Waste Gate"

Команда на переход от регулирования клапаном VT2 к регулированию клапаном "Waste Gate" может быть дана при обнаружении неисправности датчика давления, установленного после C2

Внутренняя диагностика

Вычисление значений снижения расхода и коэффициента сжатия позволяет определить, что компрессоры 1 и 2 находятся в критической зоне (утечка масла, превышение скорости вращений и возникновение помпажа)

Принудительный переход

Команда на переход в режим работы с двойным турбокомпрессором подается, если при наличии в компрессоре 1 «утечки масла» или «превышения скорости вращения», а также при сильном ускорении. быстрое увеличение крутящего момента требует, чтобы переход осуществлялся в наиболее поздние сроки. переход осуществляется сразу после того, как компрессор окажется в зоне принудительного перехода

Команда на переход в режим работы с одним турбокомпрессором подается, если возникает помпаж компрессора 1 или 2

Принудительный переход частично синхронизируется, время открытия клапанов позволяет переместиться к зоны границы перехода

Для того чтобы задержать фазу перехода и осуществить принудительный переход, компьютер управления двигателем задерживает управление клапанами Vrec и VT2

Для того чтобы продлить фазу перехода, компьютер управления двигателем управляет VT2 и ожидает некоторое время передуправлением Vrec

Фаза управления принудительным переходом продолжается 500 мс

Аварийный режим работы

Функция диагностики встроена в компьютер управления двигателем и позволяет задействовать стратегии безопасности, связанные с обнаружением неисправностей

• Обнаружение положительного отклонения в контуре управления положением клапана VT2. компьютер управления двигателем принудительно включает режим с двойным турбокомпрессором, запрещает режим с одним турбокомпрессором и регулирование VT2, а также снижает расход воздуха
• Обнаружение отрицательного отклонения в контуре управления положением клапана VT2. компьютер управления двигателем принудительно включает режим с двойным турбокомпрессором, запрещает режим с одним турбокомпрессором и регулирование VT2, а также снижает расход воздуха
• Обнаружение неисправности измерения давления после компрессора турбокомпрессора 2. стратегия запрещает режим с одним турбокомпрессором и регулирование VT2, а также принудительные переходы в этот режим из режима с двойным турбокомпрессором
• Обнаружение неисправности измерения давления на впуске. компьютер управления двигателем запрещает принудительные переходы из режима с одним турбокомпрессором в режим с двойным турбокомпрессором, а также снижает расход воздуха
• Обнаружение неисправности, вызывающей сильный рост давления после компрессора 2. компьютер управления двигателем принудительно включает режим с двойным турбокомпрессором, запрещает режим с одним турбокомпрессором и регулирование VT2, а также снижает расход воздуха
• Обнаружение превышения скорости вращения у компрессоров 1 и/или 2 в режиме 2T. компьютер управления двигателем снижает расход воздуха