Байпас турбины что это
BLOW OFF и байпас турбины.
В турбированном двигателе турбина нагнетает воздух через интеркулер во впускной коллектор. В впускном коллекторе есть дроссельная заслонка, которая закрывается, когда вы резко отпускаете газ. В этот момент турбина продолжает вращаться и нагнетать воздух. В системе появляется избыточное давление, которое превышает давление наддува. Образуется своеобразная обратная волна, которая бьёт по крыльчатке турбины. Это очень негативное явление, которое может привести к износу крыльчатки турбины и может даже разрушить её. Для того, чтобы этого не происходило, ставят клапана сброса избыточного давления BLOW OFF.
Как работает клапан BLOW OFF?
BLOW OFF имеет внутри корпуса клапан, который позволяет стравить избыточное давление воздуха наружу, проще говоря в подкапотное пространство. Для управления этим клапаном используется вакуумная камера. Во впускном коллекторе, при закрывании дроссельной заслонки, появляется разрежение, которое тянет за собой мембрану, а она уже в свою очередь открывает клапан, сбрасывая лишние давление. Система полностью механическая и достаточно надежная. Клапан Блоу офф продлевает жизнь турбины во много раз.
При стравливание воздуха в атмосферу клапан BLOW OFF издает достаточно интересный звук. В зависимости от типа выбранного Блоу офф, может меняться и издаваемый звук. Производители данных клапанов играются с этими звуками, предлагая покупателям достаточно широкий выбор. Кто-то делать свистящий звук, а кто-то просто пшикающий. Многие владельцы тюнингованных автомобилей хотят получить звук похожий на помпаж турбины. Помпаж турбины — это обратная волна давления воздуха, которая бьет по крыльчатке турбины. Этот эффект является достаточно губительным для турбины.
Байпас
Зачем нужен байпас
Таким образом байпас используется для решения проблемы с обратно поступающим давлением воздуха, а также, позволяет за счет воздуха, который отправляется обратно на турбину, вращаться ей с высокими оборотами, исключая эффект “турбоямы” и провалов в работе.
Где стоит
Расположение байпасного клапана в подкапотном пространстве (обведен красным)
Искать байпас нужно возле турбины. Байпасный клапан установлен в той части впускного коллектора, которая находится после турбины и до дроссельной заслонки. Когда во впускном тракте возникает избыточное давление, байпас просто стравливает его, отправляя обратно во впускной коллектор, на участок перед турбиной. Таким образом давление воздуха во впускном коллекторе снижается до приемлемого уровня.
Какое устройство и работа
Когда происходит закрытие дроссельной заслонки, во впускном коллекторе между ней и мотором создается сильное разрежение, которое за счет силы вакуума сжимает пружину и опускает диафрагму. Воздух стравливается. Управление байпасным клапаном может происходить двумя методами, а его применение будет зависеть от вида исполнения.
Если в классической конструкции байпаса он управляется непосредственно силой вакуума, то в более современных моторах используется электромагнитный клапан. Он отвечает за принудительную подачу вакуума на патрубок байпаса, что позволяет ускорить работу системы и повысить ее эффективность.
Устройство классического клапана байпаса
Устройство байпаса с электромагнитным клапаном
Важный нюанс работы байпаса в том, что в закрытом положении герметичность диафрагмы отвечает еще и за корректную работу системы наддува. Потому что если диафрагма негерметична, то воздух будет уходить через байпас и машина будет медленнее набирает обороты.
Кстати, в версиях для тюнинга резиновая диафрагма чаще всего заменяется металлической круглой пластиной, а за герметичность системы отвечают резиновые уплотнители.
Байпасные клапаны подразделяются на несколько видов:
Классический байпасный клапан
Гибридная версия байпаса
Неисправности байпасного клапана
Среди основных проблем в работе байпаса можно выделить следующие неисправности:
Трещина в резиновой диафрагме байпаса
Проверка
Чтобы проверить герметичность байпаса есть несколько методов. Все они применяются на снятом с автомобиля клапане. Без демонтажа о возможных неисправностях клапана может подсказать только компьютерная диагностика силами специалистов СТО.
Аналогично не должен продуваться боковой штуцер, который находится перпендикулярно к самому тонкому выходу. Хотя здесь для корректной проверки нужно подать сильное давление, равнозначное давлению, которое нагнетает турбина, что не всегда возможно в домашних условиях. Также герметичность на продувание должна сохраняться и со стороны выходного штуцера, который находится напротив самого тонкого.
Процесс проверки байпаса первым методом
Третий метод подходит только для клапанов с электромагнитным управлением. Для этого понадобится диагностический адаптер VAG-COM. Запустив тест соответствующих исполнителей (4-й), на датчик будет подано напряжение и он будет щелкать, что заметно на слух. Дополнить все результаты проверки можно замерами давления турбины.
Обслуживание, подбор и замена
Байпасные клапаны не являются обслуживаемыми деталями и не имеют регламентных интервалов проверки или замены. Они работают до появления повреждений и/или отказа, а затем подлежат замене. Также, при проведения тюнинга не рекомендуется менять классический байпас на блоу-офф, потому что ваш мотор будет “переливать”. Работа двигателя будет нарушена, так как воздух, стравливаемый в атмосферу уже учтен датчиком массового расхода воздуха и по этим данным регулируется подача топлива. Так само не стоит изменять и жесткость пружины либо ставить аналоги вместо оригинала, не всегда они настроены эффективно.
Стоимость
Дешевые неоригинальные байпасные клапаны китайского производства могут стоить до 1000 рублей. Цены на оригинальные клапаны сильно разнятся, но обычно они минимум 4, а то и в 10 раз дороже.
Что «пшикает» в спортивных машинах? Изучаем блоу-офф, байпас и вестгейт
Данная статья подразумевает, что читатель уже имеет некоторое представление о работе турбонаддува. Если же такого представления пока нет – не беда! Не так давно мы обсуждали эту штуку во всех подробностях: как выглядит, зачем нужна и как работает. Кто ещё не видел – нажимаем сюда и читаем..
А теперь к героям нашего сегодняшнего обсуждения. Я уверен, все автолюбители хоть раз слышали характерный «пшик» при переключениях скоростей на спортивных автомобилях. Более того, на сайтах наших китайских друзей есть невероятное количество этих «приблуд» всех цветов и видов, предлагаемых за очень демократичные цены. И у неподготовленного любителя тюнинга может создаться впечатление, что пшикалки эти служат исключительно для привлечения на улицах впечатлительных особ слабого пола. Но это не так. Точнее – изначально было не так, а служило лишь вполне себе конкретной технической задаче. Давайте разбираться.
В чём суть проблемы?
Итак, вы уже знаете, что при активном ускорении турбина нагнетает воздух во впускной коллектор. Но очевидно, что дуть до бесконечности невозможно, иначе разорвёт как минимум резиновые патрубки системы. И для ограничения создаваемого турбиной давления служит «вестгейт» (wastegate).
Клапан вестгейта, соединённый штоком с его «калиткой» в горячей части турбины. Далее станет понятно. (фото: twitter)
Это подпружиненный клапан, который при превышении определённого порога нагнетаемого давления перемещается и открывает заслонку в корпусе турбины, тем самым частично пуская выхлопные газы в обход крыльчатки – прямо в катализатор и далее по выпуску. Таким образом, обороты турбины снижаются, а значит, уменьшается и создаваемое ей давление.
Приводимая клапаном вестгейта заслонка-«калитка» в самой турбине. (фото: Drive2)
Но это, скажем так, эталонный сценарий: когда давление нарастает плавно и соразмерно нажатию на газ. А вот ситуация: вы «топили» с газом в пол, и внезапно на дорогу выбегает олень. Понятно, что в 99% случаев первое, что вы сделаете – отпустите педаль. Да вот беда! Турбина обладает очень неслабой инерционностью: хоть педальку вы отпустили, но она ещё продолжает крутиться по инерции. То есть, нагнетать воздух. А дроссельная заслонка-то уже закрыта! Давление снова растёт, угрожая что-то порвать.
Таким образом, конструктивно возникает необходимость в ещё одном клапане – который будет стравливать излишки уже нагнетённого воздуха. И здесь есть два варианта.
Блоу-офф – сдуваем в атмосферу
Тот нередкий случай, когда само название (blow—off – сдувать) объясняет суть вопроса. На самом деле всё просто: в магистраль между холодной (компрессорной) частью турбины и впускным коллектором врезается самый обычный предохранительный клапан. Как только давление в магистрали резко подскакивает и превышает критическое (когда мы резко сбросили газ, помните?) – он выпускает лишнее давление наружу. Банально на улицу, в подкапотное пространство. В этот момент и раздаётся тот самый сочный «пшик», который мы все привыкли узнавать по всяким «Форсажам» и подобным картинам. А вот наглядная схема расположения этого клапана (кстати, там же есть и вестгейт):
фото: yandex
Байпас – замыкаемся в себе
Байпас (bypass – обходной путь) служит ровно той же цели – предохранять впускной тракт от переизбытка воздуха, но алгоритм работы у него чуть другой. Находится он в том же месте что и блоу-офф, но отводит лишний воздух не в атмосферу, а снова в контур. А именно, на вход турбины. Получается своего рода замкнутый круг, когда воздух остаётся в системе, но тем не менее, его давление в момент открытия байпаса уменьшается: излишки поступают в пространство перед турбиной. Это понятно из нижеприведённой схемы:
фото: yandex
Зачем два варианта?
И здесь пытливый читатель снова вправе задать резонный вопрос: зачем усложнять систему байпасом (ведь это дополнительная воздушная магистраль), когда можно просто «сливать» лишнее давление наружу? Отвечаю: во-первых, байпас тише. Некий звук при резком сбросе газа различить можно, но он всё равно несравнимо тише блоу-оффа. Согласитесь, далеко не каждый автовладелец придёт в восторг от ежедневной какофонии громких свистяще-шипящих звуков из-под капота.
Блоу-офф. Выпускает воздух на улицу. (фото: motorz.tv)
И во-вторых, ещё раз повторю ключевой момент: с байпасом воздух остаётся в системе. То есть, тот его объём, что прошёл через расходомер (ДМРВ), находящийся обычно сразу после фильтра, не изменяется. А значит, не изменятся и параметры топливо-воздушной смеси, которые компьютер вычисляет, основываясь на этих данных. В случае же с блоу-оффом, уже посчитанный датчиком объём воздуха меняется, так как blow-off часть его стравил наружу. Кстати, именно поэтому на подавляющем большинстве турбомоторов для приготовления смеси вместо ДМРВ (датчик массового расхода воздуха) используется ДАД (датчик абсолютного давления). Второй не считает изначально прошедший через него объём воздуха, а измеряет его давление в контуре по факту на данный момент времени. Но это уже совсем другая история.
Байпас. Перепускает воздух из трубы на дроссель (вертикальная) на вход турбины после фильтра (горизонтальная гофра). (фото автора)
Байпасный клапан турбины что это такое
Байпас
Байпас — это клапан перепускного типа, который позволяет сбросить излишнее давление воздуха во впускной системе турбированных двигателей. Байпасный клапан (на английском — bypass), имеет разные названия. Среди них перепускной клапан, Turbo blow Off Valve, блоу-офф, Turbo Splitter Valve, Recirculating Dump Valve, клапан сброса давления турбины, клапан контроля давления турбины.
Зачем нужен байпас
Байпасный клапан позволяет сбросить сильное избыточное давление во впускном тракте которое возникает при закрывании дросселя (мгновенном прерывании подачи воздуха и топлива в камеру сгорания). Турбокомпрессор не в состоянии быстро остановиться при снятии ноги с педали газа — он продолжает нагнетать воздух. Если не сбрасывать давление, то воздух вернется на крыльчатку турбины, что грозит ее выходом из строя со временем. Такое явление называется помпаж турбокомпрессора, а простыми словами говорят, что турбина получает “по зубам”. Эффект сопровождается шипящими звуками.
Таким образом байпас используется для решения проблемы с обратно поступающим давлением воздуха, а также, позволяет за счет воздуха, который отправляется обратно на турбину, вращаться ей с высокими оборотами, исключая эффект “турбоямы” и провалов в работе.
Где стоит
Расположение байпасного клапана в подкапотном пространстве (обведен красным)
Искать байпас нужно возле турбины. Байпасный клапан установлен в той части впускного коллектора, которая находится после турбины и до дроссельной заслонки. Когда во впускном тракте возникает избыточное давление, байпас просто стравливает его, отправляя обратно во впускной коллектор, на участок перед турбиной. Таким образом давление воздуха во впускном коллекторе снижается до приемлемого уровня.
В снятом виде деталь имеет г-образную форму — на цилиндрическом корпусе перпендикулярно расположены два штуцера воздуховодов. Дополнительно в верхней части клапана есть тонкий выход для создания разрежения воздуха. Когда деталь установлена на автомобиле, видна только центральная цилиндрическая часть корпуса, потому что штуцеры скрыты в патрубках воздуховодов.
Какое устройство и работа
Байпасный клапан имеет простую конструкцию — в корпусе находится пружина и резиновая диафрагма. Когда дроссельная заслонка открыта и идет подача воздуха, возвратная пружина разжата, а диафрагма закрывает поток воздуха через клапан.
Когда происходит закрытие дроссельной заслонки, во впускном коллекторе между ней и мотором создается сильное разрежение, которое за счет силы вакуума сжимает пружину и опускает диафрагму. Воздух стравливается. Управление байпасным клапаном может происходить двумя методами, а его применение будет зависеть от вида исполнения.
Если в классической конструкции байпаса он управляется непосредственно силой вакуума, то в более современных моторах используется электромагнитный клапан. Он отвечает за принудительную подачу вакуума на патрубок байпаса, что позволяет ускорить работу системы и повысить ее эффективность.
Устройство классического клапана байпаса
Устройство байпаса с электромагнитным клапаном
Важный нюанс работы байпаса в том, что в закрытом положении герметичность диафрагмы отвечает еще и за корректную работу системы наддува. Потому что если диафрагма негерметична, то воздух будет уходить через байпас и машина будет медленнее набирает обороты.
Кстати, в версиях для тюнинга резиновая диафрагма чаще всего заменяется металлической круглой пластиной, а за герметичность системы отвечают резиновые уплотнители.
Байпасные клапаны подразделяются на несколько видов:
- Классический байпас, когда воздух отправляется обратно во впускной коллектор. У него есть два главных преимущества. Первое — машина работает тихо, без “пшикающих” звуков, что сделало такую систему более популярной среди автопроизводителей и самой массовой. Второе — байпас позволяет не “переливать” двигатель излишним топливом. Подача топлива в камеру сгорания регулируется по объему воздуха, который определил расходомер до входа в турбину. Если воздух просто стравить в атмосферу, то двигатель может попросту заглохнуть при сбросе газа. Поэтому такие клапаны всегда используются в машинах с датчиками массового расхода воздуха.
Классический байпасный клапан
Неисправности байпасного клапана
Среди основных проблем в работе байпаса можно выделить следующие неисправности:
Трещина в резиновой диафрагме байпаса
Главный признак выхода из строя байпаса — это потеря динамики работы турбокомпрессора, когда “турбина” не подхватывает, потому что воздух не нагнетается, а уходит обратно во впускной коллектор.
Проверка
Чтобы проверить герметичность байпаса есть несколько методов. Все они применяются на снятом с автомобиля клапане. Без демонтажа о возможных неисправностях клапана может подсказать только компьютерная диагностика силами специалистов СТО.
Первый метод — подсоедините вакуумную трубку к самому тонкому выходу и создайте разрежение воздуха, можно просто ртом. Смотрите внутрь клапана — внутри вы увидите как ходит поршень и открывается щель для прохождения воздуха. Если этого не случилось — клапан поврежден. Также можно подуть в тот же выход — он не должен продуваться. Если продувается — нужно менять.
Аналогично не должен продуваться боковой штуцер, который находится перпендикулярно к самому тонкому выходу. Хотя здесь для корректной проверки нужно подать сильное давление, равнозначное давлению, которое нагнетает турбина, что не всегда возможно в домашних условиях. Также герметичность на продувание должна сохраняться и со стороны выходного штуцера, который находится напротив самого тонкого.
Процесс проверки байпаса первым методом
Второй метод — зажмите пальцем пружину, которая толкает диафрагму. Затем крепко зажмите самый тонкий выход, через который создается разрежение воздуха. Снимите палец с пружины — в исправном байпасе она не будет разжиматься, потому что в клапане создался вакуум, который ее удерживает. Если пружина все равно разжимается — в клапане или его мембране нет герметичности и он уже нерабочий. В исправном байпасе пружина станет на место с характерным щелчком только после того как вы снимите палец с самого тонкого выхода, возобновив таким образом ток воздуха.
Третий метод подходит только для клапанов с электромагнитным управлением. Для этого понадобится диагностический адаптер VAG-COM. Запустив тест соответствующих исполнителей (4-й), на датчик будет подано напряжение и он будет щелкать, что заметно на слух. Дополнить все результаты проверки можно замерами давления турбины.
Обслуживание, подбор и замена
Байпасные клапаны не являются обслуживаемыми деталями и не имеют регламентных интервалов проверки или замены. Они работают до появления повреждений и/или отказа, а затем подлежат замене. Также, при проведения тюнинга не рекомендуется менять классический байпас на блоу-офф, потому что ваш мотор будет “переливать”. Работа двигателя будет нарушена, так как воздух, стравливаемый в атмосферу уже учтен датчиком массового расхода воздуха и по этим данным регулируется подача топлива. Так само не стоит изменять и жесткость пружины либо ставить аналоги вместо оригинала, не всегда они настроены эффективно.
Стоимость
Дешевые неоригинальные байпасные клапаны китайского производства могут стоить до 1000 рублей. Цены на оригинальные клапаны сильно разнятся, но обычно они минимум 4, а то и в 10 раз дороже.
Перепускной клапан турбины: что это и как это работает?
Waste Gate или в переводе на русский — перепускной клапан турбины, малоизученный и многим неизвестный элемент турбокомпрессора автомобиля, который несмотря на незаслуженный дефицит внимания выполняет важную для турбины и всего двигателя в целом роль.
Вращение перепускного клапана происходит за счет выхлопных газов, об этом мы говорили в одной из статей о турбинах. Поток воздуха проходит сквозь отверстие, в котором расположена крыльчатка, лопасти которой вращаются от сильного потока газов. Крыльчатка вращается, раскручивая компрессор турбины, после чего образуется давления во впускном коллекторе. Давление измеряется в количестве воздуха, который проходит через турбину.
Скорость потока нагнетаемых выхлопных газов зависит от того, насколько интенсивно работает мотор. То есть, чем больше вы давите на педаль газа, тем больше будет выхлопных газов, соответственно сильнее будет вращаться крыльчатка и естественно больше будет давление. Если это давление не контролировать, то при интенсивном движении турбина повисит его настолько, что мотор попросту не выдержит. Именно для этой цели служит перепускной клапан турбины, который, грубо говоря, стравливает излишки выхлопных газов после достижения нужного для турбины давления. В авто «бюджет-класса» часто используется внутренний перепускной клапан, в котором выхлопные газы уходят прямо из корпуса самой турбины. Бывают также модификации, когда внешний перепускной клапан располагают перед входом в турбину, для этого устанавливают перекрестную трубу или производят замену части выпускного коллектора.
У внутреннего перепускного клапана отверстие, через которое выбрасывается выхлоп, немного больше. Внутренний клапан оснащен заслонкой, которая перекрывает отверстие, когда турбина работает (нагнетается необходимое давление). Заслонка может быть открыта или открыта частично, она соединяется с рычагом, соединяющимся с рычагом активатора.
Что собой представляет активатор? Это некое пневматическое устройство, которое при помощи диафрагмы и пружины, преобразует давление в линейное движение. Активатор при помощи рычага открывает заслонку, частично или полностью в зависимости от необходимости.
Буст-контроллеры наддува (соленоиды)
Работа соленоида происходит благодаря использованию рабочего цикла небольшого механизма. При изменении рабочего цикла, возникает возможность управления пропускной способностью воздуха соленоидом. Управление осуществляется посредством компьютера, который анализирует давление и руководствуясь определенными алгоритмами, принимает решение об увеличении или уменьшении наддува, посредством открытия или закрытия перепускного клапана.
Как регулируется тяга перепускного клапана?
Рычаг имеет собственное крепление, на котором он свободно перемещается. Если же это не так, и движение ограничено или затруднено, существует проблема, которую необходимо устранить. Случается, что движение рычага прерывчатое, это особенно заметно при нагревании. Тяга активатора может иметь разную длину, это позволяет регулировать степень открытия и закрытия перепускного клапана. Если требуется укоротить тягу перепускного клапана — конец затягивается, если необходимо выполнить противоположное действие, происходит все с точностью наоборот. Чем короче тяга — тем плотнее будет закрыт клапан, при этом активатору потребуется намного больше давления для того чтобы открыть клапан. Чем больше давление, тем сильнее будет раскручиваться турбина, а перепускной клапан, в свою очередь, не сможет так быстро открыться.
В случае использования контроллера с обратной связью, который способен самостоятельно измерить и проконтролировать, регулировка тяги перепускного клапана не позволит добиться того же результата, которую можно получить не имея обратной связи. Причина заключается в том, что контроллер «учитывает» изменения, которые произошли, следовательно, такая регулировка не даст существенного результата. Ко всему прочему, хороший электронный контроллер способен удерживать перепускной клапан в закрытом состоянии при давлении на активаторе равное — 0 psi, до тех пор, пока не будет достигнуто необходимое давление, в итоге повышение давления происходит намного стремительнее.
Внешний перепускной клапан — это отдельное устройство, предназначенное для работы вне турбины, то есть в отдельном корпусе. Перепускные клапана такого типа чаще всего используются для более мощного воздушного потока. Как правило, активатор у них двойной, что позволяет намного быстрее открывать клапан, обеспечивая тем самым лучший контроль за состоянием раскручивания турбины.
Внешние перепускные клапана рассчитаны на мощные автомобили от 400 л. с. и выше, поэтому если ваш «стальной конь» обладает такой мощностью — установка внешнего перепускного клапана, будет единственно правильном для вас решением. Вывод газов из внешнего перепускного клапана может быть реализована как в выхлоп, так и напрямую вовне.
BLOW OFF и байпас турбины.
В турбированном двигателе турбина нагнетает воздух через интеркулер во впускной коллектор. В впускном коллекторе есть дроссельная заслонка, которая закрывается, когда вы резко отпускаете газ. В этот момент турбина продолжает вращаться и нагнетать воздух. В системе появляется избыточное давление, которое превышает давление наддува. Образуется своеобразная обратная волна, которая бьёт по крыльчатке турбины. Это очень негативное явление, которое может привести к износу крыльчатки турбины и может даже разрушить её. Для того, чтобы этого не происходило, ставят клапана сброса избыточного давления BLOW OFF.
Как работает клапан BLOW OFF?
BLOW OFF имеет внутри корпуса клапан, который позволяет стравить избыточное давление воздуха наружу, проще говоря в подкапотное пространство. Для управления этим клапаном используется вакуумная камера. Во впускном коллекторе, при закрывании дроссельной заслонки, появляется разрежение, которое тянет за собой мембрану, а она уже в свою очередь открывает клапан, сбрасывая лишние давление. Система полностью механическая и достаточно надежная. Клапан Блоу офф продлевает жизнь турбины во много раз.
При стравливание воздуха в атмосферу клапан BLOW OFF издает достаточно интересный звук. В зависимости от типа выбранного Блоу офф, может меняться и издаваемый звук. Производители данных клапанов играются с этими звуками, предлагая покупателям достаточно широкий выбор. Кто-то делать свистящий звук, а кто-то просто пшикающий. Многие владельцы тюнингованных автомобилей хотят получить звук похожий на помпаж турбины. Помпаж турбины — это обратная волна давления воздуха, которая бьет по крыльчатке турбины. Этот эффект является достаточно губительным для турбины.