Турбокомпрессор дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport Турбины, особенности основной и вспомогательной турбины, устройство турбины, принцип работы, клапан управления потоков магистралей надува турбин, система управления потоками надува

Основными элементами турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport являются: впускной клапан наддувочного воздуха; вспомогательный турбокомпрессор и основной турбокомпрессор (рис.40).

Дизельный двигатель 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport использует два турбокомпрессора: турбокомпрессор с изменяемой геометрией крыльчатки турбины (VGT) (основной турбокомпрессор) и турбокомпрессор с постоянной геометрией (вспомогательный турбокомпрессор).

Оба турбокомпрессора используются в системе параллельного турбонаддува, которая позволяет дизельному двигателю 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport быстрее реагировать на нажатие педали акселератора при небольших оборотах двигателя и эффективно использовать энергию выхлопных газов на высоких оборотах. Основной турбокомпрессор работает во всех диапазонах оборотов дизельного двигателя 4.4ТД Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт, но наиболее эффективен при оборотах до 2400 об/мин в монорежиме турбонаддува. На оборотах свыше 2400 об/мин под нагрузкой включается вспомогательный турбокомпрессор, в этом случае оба турбокомпрессора работают параллельно в режиме "би-турбо".

Система параллельного турбонаддува включает эти два турбокомпрессора, впускной клапан наддувочного воздуха, электромагнит впускного отсечного клапана турбины и соленоид наддувочного воздуха. Работой системы управляет модуль управления дизельным двигателем 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport (ЕСМ).

Турбокомпрессоры дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport и впускной клапан наддувочного воздуха соединены воздухопроводами наддувочного воздуха системы распределения и фильтрации всасываемого воздуха.

Каждый турбокомпрессор дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport состоит их двух элементов - турбинного колеса и колеса компрессора, установленных в отдельных корпусах на едином валу, который вращается на двух полуразгруженных подшипниках.

Подшипники турбокомпрессора смазываются и охлаждаются маслом, поступающим из блока цилиндров дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport. Возвратное масло, при содействии маслооткачивающего элемента в вакуумном насосе, стекает в специальную зону поддона картера.

Основной турбокомпрессор дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

Основной турбокомпрессор дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport крепится к правому выпускному коллектору. На выходе турбокомпрессора со стороны компрессора имеется два патрубка. Центральный патрубок шланга служит для подачи чистого воздуха от воздухоочистителя в компрессор. Второй патрубок на внешней стороне корпуса служит для подсоединения воздуховодов наддувочного воздуха (рис.41).

Привод лопаток VGT установлен на встроенном кронштейне. Привод соединен с кулачковым рычагом, который приводит в действие корпус турбины для регулировки положения лопаток. Во время работы привода вращается выступ, который толкает рычаг и преобразует вращательное движение в поступательное. Рычаг соединен со штоком, прикрепленным к внешней части корпуса турбины, и поступательное движение преобразуется обратно во вращательное движение корпуса.

Работой привода лопаток VGT управляет блок управления дизельным двигателем 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport (ЕСМ). Привод лопаток VGT также подает в ECM сигнал обратной связи для определения угла поворота лопаток.

Поворотные лопатки турбокомпрессора улучшают перенос энергии выхлопных газов на колесо турбины, которое, в свою очередь, приводит в действие колесо компрессора. На малых оборотах дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport это значительно повышает давление наддувочного воздуха.

Вспомогательный турбокомпрессор дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

Вспомогательный турбокомпрессор дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport крепится к левому выпускному коллектору. На выходе турбокомпрессора со стороны компрессора имеется два патрубка. Центральный патрубок служит для подачи чистого воздуха от воздухоочистителя в компрессор. Второй патрубок на внешней стороне корпуса служит для подсоединения воздуховодов наддувочного воздуха (рис.42).

Труба на центральном корпусе турбокомпрессора служит для подсоединения трубопровода выпуска воздуха из соединения воздуховода наддувочного воздуха с помощью дроссельной заслонки с электроприводом. Выпускаемый воздух используется для герметизации уплотнений ступени компрессора дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport с целью предотвращения просачивания масла в корпус компрессора, когда турбокомпрессор выключен.

К задней части турбокомпрессора прикреплен отсечной клапан турбины, управляемый вакуумным приводом. ECM дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport управляет электромагнитом впускного отсечного клапана турбины для создания и сброса вакуума в приводе, который открывает отсечной клапан турбины при наличии вакуума. Отсечной клапан турбины закрыт, когда система работает в монорежиме, и выхлопные газы отводятся от левого выпускного коллектора через перепускную трубу в правый выпускной коллектор. Датчик положения в отсечном клапане турбины позволяет ECM дизельного двигателя 4.4ТД Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт осуществлять контроль отсечного клапана для корректной работы.

Впускной клапан наддувочного воздуха дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

Впускной клапан наддувочного воздуха крепится к кронштейну на переднем подрамнике и защите системы охлаждения. ECM дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport использует клапан для управления режимом "би-турбо" турбокомпрессоров (рис.43).

Впускной клапан наддувочного воздуха дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport состоит из электромагнитного клапана рециркуляции и отсечного клапана, которые соединены вместе. Электромагнитный клапан рециркуляции регулирует расход воздуха от компрессора дополнительного турбокомпрессора, подаваемого в воздуховод очищенного воздуха основного турбокомпрессора. Отсечной клапан регулирует расход воздуха от компрессора вспомогательного турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4ТД Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт, подаваемого в охладители наддувочного воздуха.

Электромагнитный клапан рециркуляции управляется путем подачи питания от электрораспределительной коробки двигателя (EJB) и замыкается на массу через ECM дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport. При отключении подачи питания электромагнитный клапан рециркуляции закрывается.

В случае возникновения неисправности в электромагнитном клапане рециркуляции он по умолчанию закрывается. В этом положении возникает заброс оборотов основного турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4ТД Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт. Датчик абсолютного давления в коллекторе (МАР) определяет такой заброс оборотов по увеличению давления. ECM получает сигнал от датчика MAP и включает монорежим турбонаддува, ограничивая крутящий момент дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport и регистрируя диагностический код неисправности (DTC).

Отсечной клапан представляет собой заслонку, управляемую вакуумным приводом. ECM дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport управляет электромагнитным клапаном наддувочного воздуха для создания и сброса вакуума в приводе, который открывает клапан при наличии вакуума. Когда отсечной клапан открыт, наддувочный воздух из вспомогательного турбокомпрессора поступает через клапан в охладители наддувочного воздуха.

Вакуумные управляющие электромагниты дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

Электромагнитные клапаны впуска турбины и наддувочного воздуха установлены на кронштейне, прикрепленном к передней стороне левой головки блока цилиндров дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport. ECM управляет электромагнитными клапанами для создания и сброса вакуума в вакуумных приводах запорного клапана турбины (вспомогательного турбокомпрессора) и отсечного клапана наддувочного воздуха (рис.44).

Вакуум для приводов создается вакуумным насосом, расположенным на задней стороне правой головки блока цилиндров дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport.

Электромагнитные клапаны являются нормально закрытыми клапанами, установленными в вакуумной магистрали между вакуумным бачком и связанным с ними вакуумным приводом. Каждый электромагнитный клапан дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport также подключен к трубопроводу от левого воздухоочистителя, который позволяет подавать воздух в вакуумные магистрали к приводам, когда электромагнитные клапаны обесточены.

Принцип действия турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

Турбинное колесо каждого турбокомпрессора использует отработавшие газы дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport для привода колеса компрессора. Колесо компрессора засасывает чистый воздух, который подается в цилиндры в сжатом виде.

Турбокомпрессоры дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport могут работать в двух режимах: поодиночке и совместно (режим «би-турбо»).

Монорежимная работа турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

Чистый воздух засасывается через правый воздухоочиститель и датчик массового расхода воздуха (MAF) в компрессор основного турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport. Затем сжатый воздух проходит через охладители наддувочного воздуха и дроссельную заслонку с электроприводом во впускные коллекторы.

Запорный клапан турбины на дополнительном турбокомпрессоре закрыт, поэтому выхлопные газы не могут воздействовать на турбину дополнительного турбокомпрессора. В этом состоянии все давление наддувочного воздуха создается основным турбокомпрессором с использованием отработавших газов всех восьми цилиндров дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport.

Если дизельный двигатель 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport работает на холостых оборотах в течение более 3 минут, приводится в действие вспомогательный турбокомпрессор, чтобы обеспечить вращение вала турбокомпрессора с целью предотвращения протечки масла в корпус турбины. Это достигается путем периодического открытия отсечного клапана турбины для включения турбокомпрессора.

Переключение в режим "би-турбо"дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

Когда рабочие параметры дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport приближаются к предельным значениям основного турбокомпрессора (примерно 2800 об/мин под нагрузкой), ECM начинает переключение на параллельную работу двух турбокомпрессоров. Дополнительный турбокомпрессор активируется путем открытия клапана отсечки турбины, что позволяет выхлопным газам проходить через турбину. Чистый воздух засасывается через левый воздухоочиститель, и датчик массового расхода и температуры воздуха (MAFT) в компрессор вспомогательного турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4ТД Рендж Ровер и Рендж Ровер Спорт (рис.46).

Вначале дополнительный турбокомпрессор дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport не создает давление наддувочного воздуха наравне с основным турбокомпрессором. Поэтому наддувочный воздух из вспомогательного турбокомпрессора передается через электромагнитный клапан рециркуляции на воздуховод чистого воздуха основного турбокомпрессора.

Работа в режиме "би-турбо"дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport

По мере повышения давления наддувочного воздуха вспомогательного турбокомпрессора дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport электромагнитный клапан рециркуляции закрывается, а отсечной клапан наддувочного воздуха открывается. Это повышает давление наддувочного воздуха из вспомогательного турбокомпрессора, смешиваясь с наддувочным воздухом из основного турбокомпрессора (рис.47).

ECM поддерживает работу турбокомпрессоров в режиме "би-турбо" до тех пор, пока не будет принято решение, что рабочие параметры дизельного двигателя 4.4TD Range Rover и Range Rover Sport больше в этом не нуждаются. В этом случае ECM переключает турбокомпрессоры назад на монорежимную работу.