Электросхема регулятора и датчика давления наддува BMW E87 N47TOP

Ступенчатый наддув N47TL

Ступенчатый наддув N47TL

С 09/2007 известный по M57TU2TOP ступенчатый наддув внедряется также на N47TL. Впервые он появится на E87, E81, E82.

Краткое описание узлов

Группа нагнетателя N47TL:

Важными узлами двухступенчатого турбонагнетателя являются:

малый турбонагнетатель

Размер используемого турбонагнетателя оказывает решающее влияние на работу двигателя (мощность и реакция). Малый турбонагнетатель имеет хорошие параметры реагирования благодаря тому, что отработавшим газам приходится разгонять небольшие массы. При нажатии на педаль газа очень быстро достигается необходимое давление наддува. Поэтому двигатель реагирует почти без задержки.

большой турбонагнетатель

Иначе ведет себя большой турбонагнетатель. При нажатии на педаль акселератора отработавшие газы разгоняют значительные массы. Поэтому при разгоне турбонагнетатель, а вместе с ним и двигатель реагируют медленнее. Если же в итоге от двигателя требуется высокая мощность, то есть высокое давление наддува и значительная воздухопропускная способность, то большой турбонагнетатель дает преимущество, потому что поперечные сечения у него больше.

В двухступенчатой системе турбонаддува оба турбонагнетателя располагаются последовательно. Отработавшие газы приводят сначала малую, а затем большую турбины. Свежий воздух сначала сжимается большим, а затем малым компрессором.

регулировочный клапан

Регулировочный клапан управляет распределением потока ОГ между большой и малой турбинами. Регулировочный клапан регулируется мембранным механизмом (пневматическая регулировка). Регулировка клапана осуществляется свободно. Мембранный механизм приводится разрежением от электропневматического преобразователя.

байпасная заслонка компрессора

Байпасная заслонка компрессора позволяет направлять воздух в обход малого компрессора. Она регулируется мембранным механизмом (пневматическая регулировка). Заслонка либо полностью открывается, либо полностью закрывается. Электромагнитный переключающий клапан подает на мембранный механизм разрежение.

перепускной клапан

При достижении номинальной мощности перепускной клапан открывается, чтобы не допустить чрезмерного давления наддува. Через перепускной клапан часть ОГ проходит мимо большой турбины. Перепускной клапан регулируется мембранным механизмом (пневматическая регулировка). Регулировка перепускного клапана осуществляется свободно. Мембранный механизм приводится разрежением от электропневматического преобразователя.

Блок управления DDE

Блок управления DDE был доработан. Блок DDE управляет упомянутыми выше актюаторами двухступенчатой системы наддува.

Функции системы

При проектировании турбонагнетателя неизбежен компромисс между хорошими параметрами реагирования и высокой итоговой мощностью двигателя. С помощью используемых на BMW турбонагнетателей с изменяемой геометрией турбины этот недостаток одноступенчатой системы турбонаддува частично устраняется. При ступенчатой системе два турбонагнетателя работают вместе, что позволяет достичь оптимальных параметров работы двигателя.

• Работа при низких нагрузке и оборотах:
  Трубопроводы, идущие в обход малого компрессора и малой турбины, закрыты. Отработавшие газы приводят сначала малую, а затем большую турбины. Свежий воздух сначала сжимается большим, а затем малым компрессором.
• Работа при средних нагрузке и оборотах:
  С ростом оборотов возрастает значение большого турбонагнетателя. С помощью регулировочного клапана поток ОГ распределяется между двумя турбинами. Давление наддува настраивается свободной регулировкой клапана.
• Работа при высоких нагрузке и оборотах:
  Байпасная заслонка компрессора и регулировочный клапан турбины полностью открыты, и поток идет в обход малой турбины и малого компрессора. Благодаря этому большой турбонагнетатель подает значительную воздушную массу. При этом малый турбонагнетатель ему не мешает. Воздух сжимается только большим компрессором.

Регулировка давления наддува

Регулировка давления наддува обеспечивает правильное давление наддува в любой момент времени. В зависимости от рабочего момента давление наддува активизируется или регулируется. В режиме активизации регулятор давления наддува активизируется в зависимости от рабочего момента в соответствии с характеристиками сигналами с заданными скважностями.

В режиме регулировки фактическое значение давления наддува определяется датчиком давления наддува. ЭБУ DDE рассчитывает на основании этого необходимую скважность для получения заданного значения давления наддува.

Обзор узлов

Турбонагнетатель с переменной геометрией турбины и регулятор давления наддува

Для регулировки давления наддува устанавливается турбонагнетатель с переменной геометрией турбины без перепускного клапана.

На стороне выпуска ОГ снаружи на турбинном колесе расположены регулируемые направляющие лопатки. С помощью этих лопаток изменяется энергия, которую передают ОГ на турбину, и, тем самым, устанавливается необходимое давление наддува.

Лопатками управляет специальный рычаг на корпусе турбины.
Он приводится в действие электрическим регулятором давления наддува (электродвигатель с червячной передачей и управляющая электроника). Регулятор давления наддува установлен прямо на турбонагнетателе и его нельзя заменить отдельно.

Принцип действия

DDE выдает на электрорегулятор давления наддува сигнал с широтно-импульсной модуляцией. Диапазон рабочих значений сигнала от 10 % до 95 %, причем 10 % соответствует открытому положению лопаток, а 95 % – закрытому.

Электроника в регуляторе давления наддува преобразует сигнал ШИМ в положения лопаток и управляет серводвигателем.

Регулятор давления наддува имеет самодиагностику и передает имеющиеся коды неисправностей в систему DDE.

Проверка переменной геометрии турбины

Изменение угла поворота при минимальной и максимальной активизации тяги должно быть 35°-45°. Изменение угла должно происходить плавно.

Обработка неисправностей

Отслеживаются следующие возможные неисправности регулировки давления наддува:

• положительное и отрицательное отклонение от заданного значения
• ошибки в активизации регулятора давления наддува
• неисправность регулятора давления наддува, например, блокировка или механическое повреждение
• отсоединение шланга наддувочного воздуха

Последствия неисправности при регулировке давления наддува:

• регулировка давления наддува отключается, и регулятор давления наддува активизируется сигналами с неизменной скважностью
• рециркуляция ОГ отключается
• При отклонении давления наддува от заданного значения количество впрыскиваемого топлива ограничивается и для давления наддува выдается заданное значение.

Регулировка давления наддува также отключается, когда появляются следующие неисправности:

• Неисправность в регулировке рециркуляции ОГ
• Неисправность датчика давления наддува
• Неисправность датчика коленвала
• Неисправность модуля педали акселератора
• Неисправность расходомера воздуха
• Неисправность контакта 15 или сигнала активизации
• Неисправность клапана регулировки количества

Датчик давления наддува

Датчик давления наддува определяет абсолютное давление (сумму давления наддува и давления окружающей среды) в системе впуска и служит в качестве датчика для регулировки давления наддува.

Датчик давления наддува установлен прямо на впускном коллекторе. ЭБУ DDE подает на датчик давления наддува массу (сигнал M_LDF) и напряжение питания 5 В (сигнал U_LDF).

Через отверстие в датчике подается давление и на ЭБУ DDE выдается соответствующее измеренное напряжение (сигнал A_LDF).

Обработка неисправностей

Если датчик давления наддува распознается, как неисправный, ЭБУ DDE реагирует следующим образом:

• регулировка давления наддува отключается
• рециркуляция ОГ отключается

Датчик температуры наддувочного воздуха

датчик температуры наддувочного воздуха определяет температуру наружного воздуха, сжатого турбонагнетателем и охлажденного охладителем наддувочного воздуха.

Датчик температуры наддувочного воздуха установлен на трубопроводе наддувочного воздуха между охладителем наддувочного воздуха и дроссельной заслонкой.

ЭБУ DDE определяет температуру наддувочного воздуха по изменению сопротивления датчика.

В следующей таблице можно видеть характеристики сопротивления датчика температуры наддувочного воздуха:

Обработка неисправностей

Если датчик температуры наддувочного воздуха распознается, как неисправный, ЭБУ DDE реагирует следующим образом:

• регулировка давления наддува отключается
• рециркуляция ОГ отключается
• ограничивается количество впрыскиваемого топлива (ограничение крутящего момента)