Układ kontroli powietrza dolotowego (VSC)
Układ zmiany natężenia przepływu powietrza na czerpni VSC.
1 - dodatkowy otwór wlotowy,
2 - główny otwór wlotowy,
3 - amortyzator VSC,
4 - pneumatyczny napęd przepustnic VSC,
5 - kolektor dolotowy.
Działanie układu zmiany natężenia przepływu powietrza na czerpni VSC.
Układ składa się z zaworu elektropneumatycznego, siłownika oraz czterech przepustnic zamontowanych w kolektorze dolotowym i blokujących jeden z dwóch króćców dolotowych każdego cylindra silnika. System służy zmniejszeniu toksyczności gazów spalinowych przy niskich prędkościach obrotowych wału korbowego. Przy małych prędkościach na podstawie sygnału ze sterownika silnika zawór elektropneumatyczny otwiera kanał podciśnieniowy, w wyniku czego podciśnienie dostarczane jest do napędu układu VSC. Pod wpływem podciśnienia napęd za pomocą klapek zamyka jeden z króćców dolotowych każdego cylindra, w wyniku czego powietrze z większą intensywnością dostarczane jest do otwartego króćca dolotowego i w cylindrze powstaje turbulencja, sprzyjająca lepsze odparowanie paliwa, rozprowadzenie mieszanki paliwowo-powietrznej w całej objętości komory spalania, a także pomaga w redukcji dymu.
Artykuł jest dostępny na stronie internetowej MazBook
Turbosprężarka ze zmienną geometrią łopatek
Działanie turbosprężarki z łopatkami kierującymi o zmiennej geometrii.
Silnik WL nowej generacji wyposażony jest w turbosprężarkę z układem zmiennej geometrii (zmiany położenia ostrzy znajdujących się w aparacie dyszowym) VGT (Variable Geometry Turbocharger).
Główne zalety turbosprężarki o zmiennej geometrii są następujące.
Podczas pracy przy niskich prędkościach obrotowych silnika w przypadku konwencjonalnej turbosprężarki z zaworem obejściowym gazów spalinowych (instalowany w silnikach WL-T) występuje zjawisko zwane "turbo lagiem" spowodowane spadkiem przepływu (wielkie ilości) i ciśnienie (a wraz z nim prędkość) gazy spalinowe. Innymi słowy, przepływ spalin jest niewystarczający, aby napędzać turbinę podłączoną bezpośrednio do sprężarki do prędkości roboczej, przy której turbosprężarka jest skuteczna. W efekcie spada ciśnienie doładowania, a wraz z nim zmniejsza się zarówno napełnienie cylindrów, jak i moment obrotowy silnika. Zastosowanie turbosprężarki o zmiennej geometrii pozwala zminimalizować zjawisko "turbo opóźnienia" poprzez zmianę powierzchni przepływu w aparacie dyszy turbiny. W miarę zmniejszania się powierzchni przepływu w aparacie dyszowym turbiny wzrasta ciśnienie gazów spalinowych przed nią, które następnie po przejściu przez aparat dyszowy przekształca się w prędkość przepływu padającą na koło turbiny. Zwiększa się prędkość koła turbiny, wzrasta prędkość koła sprężarki, a co za tym idzie, ciśnienie doładowania.
Turbosprężarka wykorzystuje energię gazów spalinowych do dalszego sprężania powietrza dolotowego i dostarczania go do cylindrów pod większym ciśnieniem i gęstością, co skutkuje większą mocą, mniejszym zużyciem paliwa i lepszą wydajnością silnika.
Zmiana ciśnienia doładowania następuje poprzez zmianę położenia łopatek kierujących zamontowanych na obudowie turbiny. Położeniem łopatek kierujących steruje sterownik silnika za pomocą elektrozaworu sterującego ciśnieniem doładowania.
Na sygnał ze sterownika silnika otwiera się elektrozawór łączący kanał podciśnieniowy pomiędzy pompą próżniową a napędem pneumatycznym łopatek kierujących turbosprężarki, w wyniku czego drążek siłownika powiązany z dźwignią położenia łopatek mechanizm sterujący zaczyna się cofać do napędu, dostosowując w ten sposób kąt otwarcia łopatek kierujących i doładowanie.
W stanie swobodnym łopatki turbosprężarki są maksymalnie otwarte i kierują więcej spalin do koła turbiny, powodując szybsze obracanie się koła turbiny pod wpływem energii małego strumienia spalin. Przez wał obrót przenoszony jest na koło sprężarki, które wtłacza więcej powietrza do przewodu dolotowego, co pomaga zwiększyć ciśnienie doładowania i napełnić cylindry przy niskich prędkościach wału korbowego.
Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wału korbowego i wzrostem przepływu spalin sterownik silnika zaczyna regulować kąt otwarcia łopatek kierujących, dostarczając podciśnienie do ich napędu przez zawór elektromagnetyczny. Pod działaniem drążka napędowego ostrza zaczynają się zamykać, aż do całkowitego zamknięcia. Zmniejsza się przepływ spalin kierowanych na koło turbiny i zmniejsza się ciśnienie doładowania. W tym trybie koło turbiny obraca się z mniejszą prędkością przy większym przepływie spalin.
Jest to konieczne, aby zapobiec uszkodzeniu turbosprężarki w wyniku przeciążenia (przekroczenie maksymalnej prędkości) i uszkodzenie silnika.
Po przejściu przez koło sprężarki i sprężeniu powietrze nagrzewa się i jego gęstość maleje. Aby schłodzić powietrze doładowujące i zwiększyć jego gęstość, za turbosprężarką instalowana jest chłodnica wykonana ze stopu aluminium. Jest to konieczne, aby poprawić napełnienie cylindrów.