System zmiany przepływu powietrza dolotowego (VSC)
Układ zmiany natężenia strumienia powietrza na wlocie VSC.
1 - wlot wtórny,
2 - główny port wlotowy,
3 - amortyzator VSC,
4 - amortyzatory napędu pneumatycznego VSC,
5 - kolektor dolotowy.
Działanie układu zmiany natężenia przepływu powietrza na czerpni VSC.
Układ składa się z zaworu elektropneumatycznego, siłownika oraz czterech amortyzatorów montowanych w kolektorze dolotowym i blokujących jeden z dwóch otworów dolotowych każdego cylindra silnika. System służy do zmniejszenia toksyczności spalin przy niskich prędkościach wału korbowego. Przy niskich obrotach, na sygnał jednostki sterującej silnika, zawór elektropneumatyczny otwiera kanał podciśnieniowy, w wyniku czego do napędu układu VSC podawane jest podciśnienie. Pod wpływem podciśnienia napęd zamyka jeden z otworów wlotowych każdego cylindra za pomocą przepustnic, w wyniku czego powietrze jest dostarczane do otwartego otworu wlotowego z większą intensywnością i powstaje w cylindrze zawirowanie, co przyczynia się do lepsze odparowanie paliwa, rozprowadzenie mieszanki powietrzno-paliwowej w całej objętości komory spalania, a także pomaga zredukować dymienie.
Turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek
Praca turbosprężarki ze zmienną geometrią łopatek kierujących.
Silnik nowej generacji WL wyposażony jest w turbosprężarkę z systemem zmiany geometrii (zmiana położenia ostrzy umieszczonych 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 spalin (zainstalowany ściągacz w silnikach WL-T) istnieje zjawisko tzw "turbosprężarka", spowodowane spadkiem przepływu (ilość) i ciśnienie (a wraz z nim prędkość) spaliny. Innymi słowy przepływ spalin jest niewystarczający do doprowadzenia turbiny podłączonej bezpośrednio do sprężarki do prędkości roboczej, przy której turbosprężarka jest skuteczna. W konsekwencji spada ciśnienie doładowania, a wraz z nim zmniejsza się zarówno napełnianie cylindrów, jak i moment obrotowy silnika. Zastosowanie turbosprężarki o zmiennej geometrii łopatek minimalizuje to zjawisko "turbosprężarki" poprzez zmianę powierzchni przepływu w aparacie z dyszą turbiny. Wraz ze spadkiem powierzchni przepływu w aparacie dyszy turbiny wzrasta ciśnienie gazów spalinowych przed nią, które następnie po przejściu przez aparaturę dyszy zamieniane jest na prędkość przepływu padającego na koło turbiny. Zwiększa się prędkość koła turbiny, rośnie prędkość koła sprężarki, a co za tym idzie ciśnienie doładowania.
Turbosprężarka wykorzystuje energię spalin do dalszego sprężania powietrza dolotowego i dostarczania go do cylindrów pod wyższym ciśnieniem i gęstością, co skutkuje większą mocą, niższym zużyciem paliwa i lepszą wydajnością silnika.
Zmiana ciśnienia doładowania odbywa się poprzez zmianę położenia kierownic zamontowanych na obudowie turbiny. Położenie łopatek kierujących jest kontrolowane przez jednostkę sterującą silnika za pomocą elektrozaworu sterującego ciśnieniem doładowania.
Na sygnał jednostki sterującej silnika otwiera się elektrozawór, łączący kanał podciśnienia między pompą podciśnienia a napędem powietrza łopatek kierujących turbosprężarki, w wyniku czego drążek napędowy połączony z dźwignią mechanizmu regulacji położenia łopatek zaczyna się cofać do napędu, regulując w ten sposób kąt otwarcia łopatek kierujących i zwiększenie ciśnienia.
Na biegu jałowym łopatki turbosprężarki są maksymalnie otwarte i kierują więcej spalin do koła turbiny, powodując szybsze obracanie się koła turbiny pod wpływem energii niewielkiego przepływu spalin. Poprzez wał obrót jest przenoszony na koło sprężarki, które pompuje 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, jednostka sterująca silnika zaczyna regulować kąt otwarcia łopatek kierujących, przykładając podciśnienie do ich napędu przez elektrozawór. Pod działaniem drążka napędowego ostrza zaczynają się zamykać, aż do całkowitego zamknięcia. Zmniejsza się przepływ spalin kierowanych do koła 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 uszkodzenia silnika.
Powietrze po przejściu przez koło sprężarki i sprężeniu nagrzewa się i maleje jego gęstość. Aby schłodzić powietrze doładowujące i zwiększyć jego gęstość, za turbosprężarką zainstalowana jest chłodnica ze stopu aluminium. Jest to konieczne, aby poprawić napełnianie cylindrów.