Турбонагнетатель Waste Gate.

Принцип действия простейшего турбонагнетателя.

Турбонагнетатель имеет один вал, на котором жёстко закреплены две крыльчатки – турбинная и насосная. Турбинная крыльчатка – воспринимает энергию выхлопного газа и через вал, приводит во вращение насосную крыльчатку. Насосная крыльчатка предназначена для захвата и закачивания воздуха во впускной коллектор. Устанавливается турбонагнетатель в разрез выпускной системы. Чем выше обороты коленчатого вала, тем больше поток выхлопных газов, следовательно – турбонагнетатель будет работает с большей производительно- стью. Чем ниже обороты коленчатого вала – тем меньше поток выхлопных газов, следовательно – турбонагнетатель будет работать с меньшей производительностью.

Управление подачей воздуха в цилиндры дизельного двигателя.

Количество закачиваемого воздуха зависит от давления, которое развивает турбонагнетатель. В турбонагнетателе Waste Gate для регулировки производительности предназначен одноимённый (Waste Gate Valve) байпассный клапан, который увеличивает или уменьшает сечение параллельного канала, по которому выхлопные газы идут в обход турбинного коле- са. В этом случае количество выхлопных газов, воздействующих на турбинное колесо нагнетателя будет изменяться, следовательно – будет изменяться его производительность. В соответствии со скоростью вращения насосного колеса, будет увеличиваться или уменьшаться количество воздуха, принудительно закачиваемого в цилиндры двигателя. Работа байпассного клапана управляется ЕСМ при помощи специального электромагнитного клапана.

Управление производительностью турбонагнетателя при работе двигателя под низкой нагрузкой.
В этом случае клапан Waste Gate закрыт. Весь поток выхлопных газов проходит через турбинное колесо.
Управление производительностью турбонагнетателя при работе двигателя под высокой нагрузкой.
При высоких оборотах коленчатого вала количество воздуха, подаваемого нагнетателем в цилиндры, становится избыточным. В этом случае блок ЕСМ запитывает электромагнитный клапан. Разрежение воздействует на приводную диафрагму, и байпассный клапан Waste Gate открывается. Часть выхлопных газов начинает идти в обход турбинного колеса, следо- вательно - производительность турбонагнетателя понижается.

Необходимо отметить, такая система является несколько устаревшей и может подходить для двигателей, чьи показатели токсичности соответствуют только нормам EURO 3.

Турбонагнетатель VGT.

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией лопастей насосной крыльчатки относится к турбинам нового поколения. Такой нагнетатель имеет следующие преимущества:
1. Двигатель с нагнетателем (VGT) на низких оборотах развивает более высокий момент.
2. В процессе работы элементы конструкции нагнетателя VGT нагреваются значительно меньше, чем элементы нагнетателей предыдущего поколения.
3. Турбонагнетатель (VGT) обладает более высоким быстродействием, чем турбины предыдущего поколения.
4. Сокращается расход топлива и содержание вредных примесей в выхлопных газах.

Турбонагнетатель (VGT) не имеет клапана «Waste Gate», однако имеет аналогичное приводное вакуумное устройство, предназначенное для привода в движение лопастей насосной крыльчатки. В зависимости от высоты подъёма крыльчаток будет изменяться давление воздуха, нагнетаемого в цилиндры двигателя турбиной. Таким образом происходит управления производительностью турбонагнетателя (VGT). На низких оборотах двигателя скорость вращения насосного колеса турбины недостаточна. В этом случае ЕСМ открывает клапан для подачи разрежения в вакуумное устройство привода крыльчаток и высота подъёма последних увеличивается. Следовательно – растёт давление нагнетаемого воздуха. Мощность дви- гателя на низких оборотах при этом увеличивается. На высоких оборотах двигателя, ЕСМ уменьшает величину подъёма крыльчаток насосного колеса. Таким образом, происходит снижение давления закачиваемого воздуха.

Вакуумное устройство нагнетателя (VGT) имеет больший размер, чем аналогичное устройство для привода клапана «Waste Gate». Такая необходимость была вызвана необходимостью увеличения силы действия вакуумного устройства для того, чтобы свободно поднимать и опускать лопасти насосного колеса. Производительность такого вакуумного устройства регулируется с помощью электромагнитного клапана, который управляется ЕСМ.