Турбокомпрессоры дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport (турбины, принцип работы системы двойного надува, система би-турбо, последовательное и параллельное переключение надува турбин)
Рис.22. Турбокомпрессоры дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport. Расположение компонентов.
1 – Запорный клапан турбины дополнительного турбокомпрессора;
2 – подающий маслопровод компрессора;
3 – основной турбокомпрессор;
4 – блок управления основным турбокомпрессором;
5 – трубка нагнетая воздуха;
6 – слив масла турбокомпрессора;
7 – клапан рециркуляции и запорный клапан дополнительного турбокомпрессора;
8 – дополнительный турбокомпрессор.
Размер капель топлива влияет на испаряемость и воспламенение топлива и зависит от давления впрыска и диаметра отверстий распылителя форсунки. Кроме того, важное значение имеет угол впрыска. Если топливо впрыскивается слишком рано, то топливо не может полностью воспламенится, так как температура сжимаемого воздуха в цилиндре не достигает точки воспламенения топлива. Из-за задержки воспламенения возникает образование сажи. Если впрыск топлива происходит слишком поздно, то снижается КПД дизельного двигателя 3.0 ТД Ленд Ровер (Land Rover), поскольку точка максимального тепловыделения существенно сдвигается на ходе поршня вниз. Впрыск основной дозы топлива должен происходить очень быстро и в определенный момент, что определяется блоком управления дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport.
Дизельный двигатель 3.0 ТД Ленд Ровер Дискавери 4, Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт использует два турбокомпрессора: с постоянной геометрией (дополнительный) и переменной геометрией (основной) (рис.22). Турбокомпрессор с постоянной геометрией установлен в правом ряду цилиндров, а с переменной – в левом ряду.
Оба турбокомпрессора используются в системе параллельного турбонаддува, которая позволяет дизельному двигателю 3.0 ТД Ленд Ровер Дискавери 4, Рендж Ровер и Рендж Спорт быстрее реагировать на нажатие педали акселератора при небольших оборотах дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport и эффективно использовать энергию выхлопных газов на высоких оборотах.
Турбокомпрессор с переменной геометрией оснащен электронным поворотным приводом, работой которого управляет модуль управления дизельным двигателем 3.0 ТД Ленд Ровер (Land Rover) (ЕСМ). Поворотный привод регулирует угол лопаток турбины для оптимизации объема и скорости потока отработавших газов на колесе турбины с целью поддержания необходимого давления наддува.
Система параллельного турбонадува включает два турбокомпрессора и ECM. Основная турбина с изменяемой геометрией сопла работает во всех диапазонах оборотов дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport, но наиболее эффективна она при оборотах до 2800 об/мин. На оборотах свыше 2800 об/мин под нагрузкой включается турбина с постоянной геометрией, и оба турбокомпрессора работают параллельно в режиме "би-турбо".
Рис.23. Схема работы одного турбокомпрессора дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport
1 – турбина со стационарными лопатками;
2 – клапан отсечки турбины;
3 – фильтр твердых частиц для дизельного топлива/сажевый фильтр;
4 – гибкие центральные резонаторы;
5 – каталитический нейтрализатор отработавших газов;
6 – турбокомпрессор с переменной геометрией;
7 – двигатель;
8 – дроссельная заслонка;
9 – воздушный фильтр;
10 – счетчик массового расхода воздуха (MAF);
11 – охладитель нагнетаемого воздуха;
12 – клапан отсечки компрессора;
13 – клапан рециркуляции.
Турбинное колесо использует отработавшие газы дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport для привода колеса компрессора. Колесо компрессора засасывает чистый воздух, который подается в цилиндры в сжатом виде.
Основной турбокомпрессор дизельного двигателя 3.0 ТД Ленд Ровер Дискавери 4, Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт с изменяемой геометрией обеспечивает оптимальное расположение лопаток турбины на впуске (площадь входа и угол потока), что позволяет эффективно использовать его в самых разных условиях работы. Это ускоряет отклик и создает более высокое давление наддува на небольших оборотах. Угол поворота лопаток турбины определяет как площадь входа, так и угол потока. Управление этими параметрами осуществляет модуль управления дизельным двигателем 3.0 ТД Ленд Ровер (ЕСМ). Регулируемые лопатки позволяют эффективно использовать энергию выхлопных газов, что, в свою очередь, повышает эффективность турбокомпрессора и дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport.
Система двойного наддува состоит из двух турбокомпрессоров и программного обеспечения в модуле управления дизельным двигателем 3.0 TD V6 Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport (ECM). Два турбокомпрессора могут работать в двух режимах: поодиночке и совместно (режим "би-турбо").
При работе одного турбокомпрессора (рис.23) чистый воздух засасывается через воздушный фильтр и счетчик массового расхода воздуха (MAF) в компрессор основного турбокомпрессора. Сжатый воздух затем проходит через охладитель и поступает в дизельный двигатель 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport.
Запорный клапан турбины на дополнительном турбокомпрессоре дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport закрыт, поэтому выхлопные газы не могут воздействовать на турбину дополнительного турбокомпрессора. В этой ситуации все давление наддува обеспечивается основным турбокомпрессором.
Рис.24 Схема переключения в режим би-турбо дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport
1 – турбина со стационарными лопатками;
2 – клапан отсечки турбины;
3 – фильтр твердых частиц для дизельного топлива/сажевый фильтр;
4 – гибкие центральные резонаторы;
5 – каталитический нейтрализатор;
6 – турбокомпрессор с переменной геометрией;
7 – двигатель;
8 – дроссельная заслонка;
9 – воздушный фильтр;
10 – счетчик массового расхода воздуха (MAF);
11 – охладитель нагнетаемого воздуха;
12 – клапан отсечки компрессора;
13 – клапан рециркуляции.
Режим би-турбо имеет два режима: Первый, когда рабочие параметры дизельного двигателя 3 ТД Ленд Ровер Дискавери 4, Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт приближаются к предельным значениям основного турбокомпрессора (примерно 2800 об/мин под нагрузкой), программное обеспечение режима двойного наддува в модуле управления дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover (ECM) начинает переключение на параллельную работу двух турбокомпрессоров. Дополнительный турбокомпрессор активируется путем открытия клапана отсечки турбины, что позволяет выхлопным газам проходить через турбину (рис.24).
Вначале дополнительный турбокомпрессор дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport не создает давление надува наравне с основным турбокомпрессором. Поэтому первоначальное давление наддува от второго турбокомпрессора передается через клапан рециркуляции на вход чистого воздуха основного турбокомпрессора. По мере повышения давления в дополнительном турбокомпрессоре клапан рециркуляции закрывается и открывается отсечной клапан компрессора дизельного двигателя 3.0 ТД Ленд Ровер Дискавери 4, Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт для увеличения наддува от дополнительного турбокомпрессора, который направляется в охладитель нагнетаемого воздуха.
Рис.25 Схема режима би-турбо дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport
1 – турбина со стационарными лопатками;
2 – клапан отсечки турбины;
3 – фильтр твердых частиц для дизельного топлива/сажевый фильтр;
4 – гибкие центральные резонаторы;
5 – каталитический нейтрализатор;
6 – турбокомпрессор с переменной геометрией;
7 – двигатель;
8 – дроссельная заслонка;
9 – воздушный фильтр;
10 – счетчик массового расхода воздуха (MAF);
11 – охладитель нагнетаемого воздуха;
12 – клапан отсечки компрессора;
13 – клапан рециркуляции.
Второй, когда дополнительный турбокомпрессор достигает требуемых рабочих параметров, клапан рециркуляции закрывается, а клапан отсечки компрессора открывается. ECM поддерживает работу дизельного двигателя 3.0 TD Land Rover Discovery 4, Range Rover и Range Rover Sport в режиме "би-турбо", когда задействованы одновременно основной и дополнительный турбокомпрессоры. Когда ПО режима двойного наддува определит, что дизельный двигатель 3.0 ТД Ленд Ровер (Land Rover) больше не требует дополнительного наддува, система переключается обратно в монорежим (рис.25).
Если дизельный двигатель 3.0 ТД Ленд Ровер Дискавери 4, Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт работает на холостых оборотах более трех минут, включается дополнительный турбокомпрессор для обеспечения правильной смазки. Это достигается путем повышения давления в полостях подшипников вала турбины через трубопровод, подсоединенный к системе впуска воздуха, и периодического открытия отсечного клапана для включения турбокомпрессора.
(Система привода аксессуаров) дизельного двигателя 3.0 TD">
