Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Система сброса давления в турбонаддувных двигателях
A pressure release system in turbocharged engines
Клапан сброса давления (также называемый дамп-клапаном или обходным клапаном компрессора) — это система сброса давления, присутствующая в большинстве бензиновых турбонаддувных двигателей. Клапаны сброса давления используются для снижения давления в системе впуска при закрытии дроссельной заслонки, предотвращая тем самым скачки давления компрессора.
A blowoff valve (also called dump valve or compressor bypass valve) is a pressure release system present in most petrol turbocharged engines. Blowoff valves are used to reduce pressure in the intake system as the throttle is closed, thus preventing compressor surge.
Дизайн
Ключевая функция сбросных клапанов – предотвращение помпажа компрессора, явления, которое в противном случае возникнет при закрытии дроссельной заслонки в двигателе с турбонаддувом. Если рабочее колесо компрессора турбокомпрессора вращается на высокой скорости при внезапном закрытии дроссельной заслонки (например, во время переключения передач), поток воздуха уменьшается ниже линии помпажа компрессора. В этот момент изменение давления на компрессоре снижается, что приводит к обрыву потока и, возможно, даже к его реверсу и падению давления в ресивере. Поскольку компрессор все еще вращается на высокой скорости, как только поток воздуха достаточно уменьшается, изменение давления на компрессоре начинает расти, и поток восстанавливается в ресивер. Этот быстрый цикл нагнетания и сброса давления повторяется до тех пор, пока компрессор не замедлится достаточно или дроссельная заслонка не будет снова открыта. Звук, возникающий при помпаже компрессора, называется турбо-флаттером, и повторяющиеся, высокоскоростные колебания создают циклический крутящий момент на компрессоре и могут привести к увеличению нагрузки на подшипники и рабочее колесо компрессора. Сбросной клапан предназначен для сброса давления в системе впуска при закрытии дроссельной заслонки. Сбросной клапан "рециркуляционного" типа выпускает сжатый воздух обратно в ненаддуваемую часть впускного тракта (т.е. перед турбокомпрессором), в то время как сбросной клапан "атмосферного сброса" выпускает воздух непосредственно в атмосферу.
A key function of blowoff valves is to prevent compressor surge, a phenomenon that would otherwise occur as the throttle is closed in a turbocharged engine. If the turbocharger's compressor wheel is spinning at high speed when the throttle is suddenly closed (such as during a gear change), the flow reduces beyond the surge line of the compressor. At this point the change in pressure across the compressor reduces, leading to a collapse in flow and possibly even flow reversal and a collapse in plenum pressure. As the compressor is still spinning at high speed, once the flow has reduced sufficiently, the change in pressure across the compressor begins to rise and flow is re established into the plenum. This rapid cycle of pressurisation and depressurisation repeats until the compressor has slowed sufficiently or the throttle is re opened. The sound produced by compressor surge is called turbo flutter and the repeated, high speed cycling will cause a cyclic torque on the compressor and may lead to increased stresses on the bearings and compressor impeller. A blowoff valve is designed to release pressure in the intake system when the throttle is closed. A "recirculating" type blowoff valve releases the pressurised air back into the non pressurized section of the intake (i. e. upstream of the turbocharger), while an "atmospheric venting" type blowoff valve dumps the air directly into the atmosphere.
Операция
Вакуумный шланг, подключенный к впускному коллектору после дроссельной заслонки, обеспечивает опорное давление для клапана сброса давления. Когда дроссельная заслонка открыта, давление воздуха с обеих сторон поршня клапана сброса давления выравнивается, поэтому пружина удерживает клапан в закрытом положении. При закрытии дроссельной заслонки давление во впускном коллекторе падает ниже давления перед дроссельной заслонкой, что приводит к открытию клапана. Это позволяет сбросить избыточное давление от турбокомпрессора либо в атмосферу, либо обратно во впускной коллектор.
A vacuum hose connected to the intake manifold downstream of the throttle provides a reference pressure for the blowoff valve. When the throttle is open, the air pressure on both sides of the blowoff valve's piston is equal, therefore the spring holds the valve closed. As the throttle closes, the pressure in the intake manifold drops below the pressure upstream of the throttle, which causes the valve to open. This allows the excess pressure from the turbocharger to be released into either the atmosphere or the intake manifold.
Измерение воздуха в притоке
В случае, когда датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) расположен перед сбросным клапаном, а сбросной клапан выпускает воздух в атмосферу, система впрыска топлива не учитывает, что часть поступающего воздуха сбрасывается, а не попадает в цилиндры. Этот объем сброшенного воздуха больше не влияет на работу двигателя, однако он продолжает учитываться при расчете необходимого количества топлива, что приводит к переобогащению смеси и, как следствие, к кратковременной работе двигателя на богатой смеси после каждого срабатывания сбросного клапана. Последствия работы на богатой смеси могут включать закопчивание свечей зажигания, повреждение каталитического нейтрализатора, провалы и рывки при открытии дроссельной заслонки. Один из способов избежать этой проблемы – установить датчик массового расхода воздуха после сбросного клапана (это называется системой "продувки", в отличие от традиционной системы "всасывания"). При использовании системы "продувки" ДМРВ не будет подвержен влиянию срабатывания сбросного клапана, поскольку давление сбрасывается до того, как воздух достигнет ДМРВ. Другие решения включают использование сбросного клапана, который возвращает воздух во впускной коллектор, или использование датчика абсолютного давления во впускном коллекторе (вместо датчика массового расхода воздуха) для определения необходимого количества топлива.
In the case where an airflow sensor is present upstream from the blowoff valve and the blowoff valve vents to atmosphere, the fuel injection system is unaware that some of the intake air has been vented instead of going into the cylinders. This volume of vented air is no longer relevant to the engine, however it is still included in the calculations for the required amount of fuel, which causes excess fuel to be injected and therefore the engine briefly operates with a fuel rich mixture after each blowoff valve actuation. Effects of this rich running can include fouling the spark plugs, damaging the catalytic converter, stalling and hesitation when the throttle is opened. One method to avoid this issue is by locating the airflow sensor downstream of the blowoff valve (known as a blow through setup, as opposed to the traditional draw through setup). By using a blow through method, the MAF won't be affected by the blowoff valve opening, since the pressure is vented before the air reaches the MAF. Other solutions include using a blowoff valve that recirculates the air back into the intake or using a manifold absolute pressure sensor (instead of an airflow sensor) to determine the amount of fuel required.