OPIS
PRODUKTU
DOŁADOWANIE SILNIKA PRZEGLĄD KONSTRUKCJI I DIAGNOSTYKA
Poradnik Serwisowy nr.1/2007 Kompendium wiedzy warsztatowej oferowanej przez www.motowiedza.pl
Poradnik pt. Doładowanie silników spalinowych. Przegląd konstrukcji i diagnostyka sprzedawany jest wyłącznie w wersji elektronicznej – płyta CD ( po zakończeniu nakładu w wersji papierowej został przeniesiony na płytę CD, nie jest to program, jest zapisany w formacie PDF)
W poradniku znajdziemy wiele informacji dotyczących historii, idei doładowania silników spalinowych, doładowań sprężarkowych, modele sprężarek mechanicznych ( kompresor Rotrex, Lysholma, Eatona, Roots, spiralny typu G), doładowania Comprex, doładowanie turbosprężarkowych (regulacja ciśnienia doładowania silnika, chłodzenie powietrza doładowującego, Twin Scroll, BiTurbo, Twin Turbo), doładowania mechaniczne plus termo sprężarkowe, doładowanie dynamiczne, doładowanie turbocompound, eksploatacji i diagnostyki (przyczyny awarii, sprawdzanie luzów turbosprężarkowych)
Trochę historii dotyczącej poprawienia wskaźników pracy silnika spalinowego
Rysunki i fotografie:
Rys. 1.1. Pierwszy układ doładowania zastosowany w silniku samochodu osobowego w 1921 r. Sprężarka Rootsa została zamontowana w silniku benzynowym Mercedesa i była włączana mechanicznie cięgłem, po pełnym wciśnięciu pedału przyspieszenia
Rys. 1.2. Silnik wysokoprężny doładowany o mocy 90 KM stosowany w samochodach Lancia Delta Turbodiesel
Rys. 1.3. Silnik benzynowy samochodu Lancia Thema i.e. (rok 1985) o mocy 165 KM z wtryskiem LE-Jetronic i z turbodoładowaniem
Rys. 1.4. Silnik gaźnikowy samochodu Renault 18 Turbo ze sprężarką Garrett T3 o ciśnieniu doładowania 0,85 bar i z chłodnicą powietrza doładowującego
Idea doładowania silnika spalinowego
Rysunki i fotografie:
Rys. 2.1. Podział sposobów doładowania
Rys. 2.2 Przebiegi momentu obrotowego zdjęte na hamowni VW w 1987 r. z silnika 1.2 dm³, wyposażonego w różnego typu doładowanie i porównane z przebiegiem dla silnika wolnossącego 1.6 dm³
Doładowanie sprężarkowe
- Sprężarki mechaniczne
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.1. Ogólny schemat instalacji kompresora w silniku
· Kompresor Rotrex
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.2. Kompresor Rotrex - widok ogólny
Rys. 3.3. Widok przekładni planetarnej
Rys. 3.4. Autonomiczny układ olejowy urządzenia Rotrex
Rys. 3.5. Widok zintegrowanej pompy olejowej w sprężarce Rotrex
· Kompresor Lysholma
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.6. Kompresor Lysholma z zaworem upustowym
Rys. 3.7. Przepływ czynnika zasilającego silnik przez wirniki w kompresorze Lysholma
Rys. 3.8.Widok silnika Mazdy Xedos 9 z zainstalowanym u góry kompresorem Lysholma
· Kompresor Eatona
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.9. Silnik w Mini Cooperze S z zainstalowanym kompresorem Eatona i elementy kompresora
w rozłożeniu
Rys. 3.10. Kompresor Eatona zastosowany przez VW w rozwiązaniu Twin Charger
Rys. 3.11. Silnik M271 Mercedesa o pojemności 1.8 l i mocy 192 KM z kompresorem Eatona
Rys. 3.12. Silnik Mercedesa Klasy C doładowany za pomocą kompresora Eatona
· Kompresor Roots
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.13. Zasada działania sprężarki Roots. Zaletą tego rozwiązania jest niemal prostoliniowa zależność wydatku powietrza od prędkości obrotowej
Rys. 3.14. Kompresor typu Roots
· Kompresor spiralny typu G
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.15. Silnik w VW Corrado doładowany za pomocą kompresora typu G oraz widok sprężarki ukazujący jej charakterystyczną spiralną budowę
Rys. 3.16. Widok przepływu powietrza przez kompresor typu G oraz całego układu zasilania silnika, w tym rodzaju doładowania
Rys. 3.17. Budowa sprężarki spiralnej typu G
Rys. 3.18. Fazy pracy sprężarki spiralnej. Odmierzona porcja powietrza jest przetłaczana między ścianką obudowy a ruchomym wypornikiem
Rys. 3.19. Kompresor typu G
- Doładowanie Comprex
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.20. Przebieg procesu zasilania systemem Comprex
Rys. 3.21. Charakterystyki ciśnienia doładowania silników wysokoprężnych wyposażonych wsprężarkę
Comprex (Cx) i turbosprężarkę (ATL). Na wykresie widać różnicę w szybkości zadziałania sprężarki Comprex
Rys. 3.22. Silnik diesel RF o mocy 55 kW ze sprężarką Comprex montowany w samochodach Mazda -626
- Doładowanie turbosprężarkowe
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.23. Ogólny schemat układu turbodoładowania silnika spalinowego
· Regulacja ciśnienia doładowania silnika
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.24. Turbosprężarka Garrett VAT25 o zmiennej geometrii dolotu, stosowana m.in. w Peugeocie
405T16
Rys. 3.25. Zmienna geometria łopatek turbiny na przykładzie turbosprężarki BorgWarner
zastosowanej w samochodzie Alfa Romeo 147
Rys. 3.26. „Łagodne” ustawienie łopatek - niska prędkość obrotowa silnika
Rys. 3.27. Przepływ spalin przy niskim ciśnieniu doładowania
Rys. 3.28. „Strome” ustawienie łopatek – wysoka prędkość obrotowa silnika
Rys. 3.29. Przepływ spalin przy wysokim ciśnieniu doładowania
Rys. 3.30. Sterowanie VTG przez układ z silnikiem krokowym. Przykład rozwiązania stosowanego w silniku 3.0 V6 TDI samochodów Audi
Rys. 3.31. Silnik 1.3 JTD w wersji 70 KM
Rys. 3.32. Układ rozrządu silnika 1.3 JTD
Rys. 3.33. Wtrysk realizowany według 5-częściowej sekwencji
Rys. 3.34. Turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek typu VTG
Rys. 3.35. Generator zawirowania ładunku w układzie dolotowym silnika 1.3 JTD
Rys. 3.36. Porównanie charakterystyk prędkościowych silnika 1.3 JTD dla wersji 70 KM i 90 KM
Rys. 3.37. Charakterystyka prędkościowa prototypowego silnika 1.3 JTD
Rys. 3.38. Regulacja ciśnienia doładowania w turbosprężarce typu VST
· Chłodzenie powietrza doładowującego
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.39. Układ wodnego chłodzenia powietrza doładowującego
Rys. 3.40. Układ chłodzenia powietrznego powietrza doładowującego (temperatura powietrza jest zmniejszana ze 130°C do 60°C
Rys. 3.41. Obieg powietrza w silniku XUD 9TE Peugeota 405 TD z chłodnicą umieszczoną poziomo
Rys. 3.42. Rozbudowana chłodnica powietrza doładowującego - intercooler (Audi A8)
Rys. 3.43. Intercooler Subaru Impreza STI
Rys. 3.45. Intercooler wodny w układzie BiTurbo, Mercedes S 420 CDI
Rys. 3.44. Rozmieszczenie intercoolerów w Porsche Cayenne
Rys. 3.46. Układ dolotowy w silniku Mercedesa S 420 CDI
Rys. 3.47. Układ doładowania silnika V6 montowanego w modelu Saab 9-5
Rys. 3.48. Silnik 4.2 TDI z dwiema chłodnicami powietrza doładowującego montowany w samochodach Audi A8
Rys. 3.49. Układ doładowania z dwiema powietrznymi chłodnicami stosowany w silniku 3.0 V6 TDI Audi
· Twin Scroll
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.50. Budowa turbosprężarki z systemem Twin Scroll
Rys. 3.51. Doprowadzenie gazów wydechowych w rozwiązaniu Twin Scroll
Rys. 3.52. Wykres sprawności pracy turbosprężarki
· BiTurbo
Rysunki i fotografie:
Rys.3.53. Widok systemu BiTurbo koncernu BMW
· Twin Turbo
Rysunki i fotografie:
Rys. 3.54. System Twin Turbo
Rys. 3.55. Silnik Opla 1.9 CDTI Ecotec
Rys. 3.56. Praca układu Twin Turbo w zakresie niskich prędkości obrotowych do 1800 obr/min
Rys. 3.57. Praca układu Twin Turbo w zakresie średnich prędkości obrotowych 1800 obr/min do 3000 obr/min
Rys. 3.58. Praca układu Twin Turbo w zakresie wysokich obrotów powyżej 3000 obr/min
Rys. 3.59. Silnik BMW z systemem Variable Twin Turbo
Rys. 3.60. System Variable Twin Turbo w silniku BMW
Rys. 3.61. Zasada działania systemu Variable Twin Turbo
Rys. 3.62. Przebieg mocy i momentu obrotowego silnika BMW
· Twin Charger - doładowanie mechaniczne + turbosprężarkowe
Rysunki i fotografie:
Rys.3.63. System Twin Charger
Rys. 3.64. Przebieg momentu obrotowego Mo1i mocy dla wersji 170 KM silnika 1400 cm 3 w porównaniu do silnika o analogicznej mocy natomiast znacznie większej pojemności skokowej
2300 cm³
Rys. 3.65. Kompresor mechaniczny w rozwiązaniu Twin Charger firmy Eaton
Rys. 3.66. Turbosprężarka zastosowana w Twin Turbo - widoczny zawór Waster Gate
Rys. 3.68. Porównanie zużycia paliwa silnika 1.4 TSI w stosunku do konkurencyjnych atmosferycznych
jednostek ZI
Rys. 3.67. Przebieg średniego ciśnienia użytecznego w odniesieniu do Twin Charger
Rys. 3.69. Silnik VW 1.4 TSI z doładowaniem Twin Charger
Rys. 3.70. Kompaktowa budowa silnika VW 1.4 TSI
Doładowanie dynamiczne
Rysunki i fotografie:
Rys. 4.1. System Valvetronic
Rys. 4.2 . Elementy silnika BMW 316 ti z systemem Valvetronic
Rys. 4.3. System VTEC w silniku Hondy
Rys. 4.4. Zawirowanie ładunku powietrza uzyskiwane w systemie VTEC-E SOHC
Rys. 4.5. System VTEC DOHC w silniku Hondy
Rys. 4.6. Układ krzywek w systemie VTEC DOHC
Rys. 4.7. Ekonomiczny tryb pracy trójstopniowego systemu VTEC
Rys. 4.8. Praca trój stopniowego sytemu VTEC w trybie średnich prędkości obrotowych silnika
Rys. 4.9. Najbardziej agresywny wznios zaworów w trójstopniowym systemie VTEC
Rys. 4.10. Budowa systemu VTC
Rys. 4.11. System VVTi stosowany przez Toyotę
Rys. 4.12. System i-VTEC stosowany przez Hondę a długość przewodu dolotowego
Rys. 4.13. Zmienna długość przewodu dolotowego w systemie i-VTEC
Rys. 4.14. Regulacja wzniosu zaworów w systemie VVTL-i
Rys. 4.15. Silnik BMW z systemem Double-VANOS
Rys. 4.16. Szczegóły systemu Double-VANOS
Rys. 4.17. Efekt doładowania oscylacyjnego EIC (Siemens)
Rys. 4.18. Silnik 3.0 24V R6 z systemem Dual-RAM
Rys. 4.19. Układ dolotowy sinika BMW serii 7
Rys. 4.20. System doładowania rezonansowego Vario-RAM stosowanego w Porsche 996
Rys. 4.21.Zmienna długość przewodów dolotowych w silniku Audi
Doładowanie Turbocompound
Rysunki i fotografie:
Rys. 5.1. Widok ogólny silnika DT-12 wraz systemem Turbocompound
Rys. 5.2. Turbocompound, budowa i zasada działania
Rys. 5.3. Rozkład temperatur w silniku DT-12 wyposażonym w Turbocompound
Eksploatacja i diagnostyka
- Eksploatacja turbosprężarki
Rysunki i fotografie:
Rys. 6.1 Sposób podłączenia turbosprężarki do układu smarowania silnika
Rys. 6.2. Układ kanałów olejowych turbosprężarki
- Przyczyny awarii
Rysunki i fotografie:
Rys. 6.3. Pogięte końce łopatek sprężarki wskutek zassania elementów gumowych, które oderwały się w przewodzie dolotowym
Rys. 6.4. Koło sprężarki zniszczone przez śrubę lub podkładkę, jaka dostała się do kanału dolotowego
Rys. 6.5. Regenerowanie wirnika turbiny
- Diagnostyka turbosprężarki
- Sprawdzanie luzów w turbosprężarce
Rysunki i fotografie:
Rys. 6.6. Sprawdzanie luzu osiowego i promieniowego w turbosprężarce
