Cómo realizar una intervención multietapa en turbocompresores de motores diésel
Los principios básicos y la ubicación de instalación del turbocompresor;
Echemos un vistazo a la ubicación de instalación del turbocompresor. La siguiente figura es un diagrama esquemático de un sistema de turbocompresor único. El turbocompresor suele instalarse detrás del filtro de aire y delante del acelerador.
De hecho, se puede considerar que un turbocompresor añade un conjunto de ventiladores a un motor de aspiración natural normal. La fuente de energía del soplador son los gases de escape del motor. Mientras el motor esté en marcha, el escape hará girar el impulsor de la turbina y el impulsor impulsará la turbina coaxial. Después de que la turbina gira, soplará aire continuamente hacia el colector de admisión como un ventilador.
Muchas personas han visto la imagen a continuación, lo que también es fuente de malentendidos para muchas personas. La siguiente figura es la curva característica externa del motor. Cabe señalar que esta curva característica externa del motor se mide con la válvula de mariposa completamente abierta. En este estado, la curva de par del motor, que es la parte verde a continuación, puede alcanzar este estado. De hecho, si conduce con mucha ligereza en el uso diario, no podrá alcanzar este par en absoluto.
La carga de la turbina suele tener dos estados de funcionamiento:
Presión negativa de la turbina:
A medida que el motor funciona, el pistón del motor comienza a oscilar, continuamente sale aire. aspirado al cilindro y expulsado a través del tubo de escape. En este momento, el colector de admisión genera succión de presión negativa. Debido a que la potencia de la turbina es impulsada por los gases de escape del motor, cuando el motor funciona a baja velocidad, el volumen de escape es demasiado pequeño, la velocidad de la turbina es relativamente baja y la presión generada por la turbina es mucho menor que la cantidad de aire aspirado por el colector de admisión. Aunque la turbina está girando en este momento, la velocidad no es suficiente y el colector de admisión está en un estado de presión negativa, lo que sólo equivale a un motor de aspiración natural, por lo que la turbina no funciona en absoluto.
Presión positiva de la turbina:
Cuando aumenta la velocidad del motor, el escape del motor empuja la turbina para que gire a alta velocidad. Teóricamente, cuando la turbina alcanza una determinada velocidad, se forma un valor crítico entre la presión generada por la turbina y la presión del colector de admisión. A partir de esta velocidad crítica, la presión positiva generada por la turbina supera la presión de aspiración natural del pistón. Esto es lo que se denomina "perturbación". Por supuesto, lo anterior es sólo un valor teórico. De hecho, es imposible controlar la presión positiva de la turbina simplemente confiando en la velocidad del motor, de lo contrario, la potencia del motor será difícil de controlar y el consumo de combustible aumentará.
Válvula reductora de presión de admisión, válvula reductora de presión de escape e intercooler
Válvula de alivio de presión y de admisión:
Para controlar el turbocompresor para una velocidad de presión positiva, los ingenieros diseñaron una "importar válvula reductora de presión". La función de la válvula reductora de presión de admisión es eliminar el aire del colector de admisión, reduciendo así la presión en el colector de admisión. Es decir, aunque el turbocompresor siga girando a alta velocidad, la presión positiva que genera se descargará al frente del turbocompresor a través del tubo, es decir, la válvula de alivio de presión interna. Incluso si la turbina gira a alta velocidad, la presión es positiva. Por supuesto, también hay algunos turbocompresores de gran cilindrada que utilizan válvulas de alivio de presión. Generalmente, cuando se descargan gases a la atmósfera, se emitirá un sonido de olfateo.
Además, las válvulas de admisión y de alivio de presión del motor también deben abrirse durante la desaceleración y la recuperación de aceite. Esto se debe a que al desacelerar, la válvula de mariposa se cierra y el aire a alta presión debe descargarse a tiempo, de lo contrario impactará las palas de la turbina.
Válvula de alivio de presión de escape:
Cuando el motor está funcionando a alta velocidad, hay suficientes gases de escape, lo que promoverá que la turbina gire a alta velocidad. Si no se controla la presión de escape, una presión excesiva en el cilindro provocará una explosión del motor. Cuando la válvula de escape está abierta, los gases de escape del motor pasan por alto y pasan directamente a través de mí. El poder de la turbina intermedia. Quizás te interese la pipa que Vin Diesel sacó en Fast & Furious 8. De hecho, tiró de la válvula de control de la válvula reductora de presión de escape. Cuando le quitaron el tubo, equivalía a que la válvula de alivio de presión de escape estuviera completamente cerrada, por lo que su viejo y maltrecho auto aceleró como Viagra hasta que explotó. .
Intercooler:
Debido a que la velocidad máxima de la turbina puede alcanzar las 200.000 rpm y la temperatura puede alcanzar más de 900 °C, temperaturas tan altas harán que la temperatura del aire de admisión del motor aumente y el aire La densidad aumentará, reduciendo así el volumen de aire efectivo y afectando la eficiencia de la entrada de aire. Por lo tanto, la temperatura del aire de admisión debe enfriarse, es decir, se utiliza un intercooler para enfriar el aire.
El turbocompresor no siempre puede estar en estado de presión positiva.
Un motor turboalimentado también es un motor de inyección electrónica. Su principio básico de combustión es detectar el contenido de oxígeno en la admisión y el escape a través del sensor de flujo de aire, el sensor de temperatura del aire y el sensor de oxígeno, logrando así un control de circuito cerrado del motor. Entonces, en teoría, mientras aumente la entrada de aire del motor, el consumo de combustible aumentará inevitablemente. Por lo tanto, para reducir el consumo de combustible, se debe controlar el aire de admisión y no se puede dejar el colector de admisión en un estado de presión positiva innecesariamente. En otras palabras, excepto cuando el motor recién arranca, no puede estar bajo presión positiva debido a la escasez. Incluso si la velocidad del motor aumenta y el volumen de escape es suficiente, se debe controlar el volumen de entrada de aire para reducir el consumo de combustible.
La lógica de control también es relativamente sencilla. En términos generales, las válvulas reductoras de presión y de admisión están controladas por la apertura del acelerador y la velocidad del vehículo. Cuando la ECU determina que la demanda de energía actual no requiere sobrealimentación, la válvula reductora de presión de admisión normalmente está abierta y el gas de alta presión en el extremo trasero de la turbina se descargará al extremo delantero de la turbina. Cuando la ECU determina que se requiere refuerzo, la válvula reductora de presión de admisión se cierra. En este momento, aumenta la presión en el extremo trasero de la turbina y aumenta el volumen de entrada de aire. En otras palabras, el turbocompresor está en el estado de presión positiva del colector de admisión sólo cuando la ECU determina que hay una demanda de energía.
Para los motores turboalimentados de pequeña cilindrada se suelen utilizar turbinas con pequeña inercia, para que la turbina sea más fácil de empujar. Si se abre ligeramente todos los días, aunque la velocidad de la turbina es muy alta, la ECU detecta que la demanda de energía no es grande y la válvula reductora de presión de admisión estará en un estado normalmente abierto. Cuando se acelera el acelerador, la ECU determina que la demanda de aceleración es demasiado grande y controlará el cierre de la válvula reductora de presión, lo que provocará que la presión de admisión aumente rápidamente y que se rocíe una gran cantidad de aire fuera del cilindro.
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